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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Modifizieren eines kopiergeschützten Videosignals.
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Video-Kopierschutzverfahren
sind allgemein bekannt. Ein Beispiel dafür ist das US-Patent Nr. 4,631,603,
das die Modifikation eines Videosignals beschreibt, so dass ein
Fernsehempfänger
noch ein normales Farbbild von dem modifizierten Videosignals liefert,
während
das Videoband, welches das modifizierte Videosignal aufzeichnet,
im allgemeinen unbrauchbare Bilder erzeugt.
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Um
das zu erreichen, werden zu dem konventionellen Videosignal während des
vertikalen Austastintervalls eine Vielzahl von Pseudo-Synchronisationsimpulsen
addiert und jedem der Pseudo-Synchronisationsimpulse folgt ein positiver
Impuls mit einer geeigneten Amplitude und Dauer. Im Ergebnis dessen
führt das
automatische Verstärkungssteuerungssystem
in einem Videorecorder eine falsche Messung des Videopegels durch,
wodurch ein nicht-ordnungsgemäßes Aufzeichnen
des Videosignals bewirkt wird. Das Ergebnis ist eine nicht annehmbare
Bildqualität
bei der Wiedergabe.
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Somit
bewirkt dieser dem Stand der Technik entsprechende "Basis-Kopierschutzprozess", dass ein Videosignal
mit einer unnormal niedrigen Amplitude aufgezeichnet wird, wenn
ein Kopierversuch unternommen wird. Einige der Effekte, die beobachtet werden,
wenn die ungesetzliche Kopie übertragen wird,
sind das horizontale Zerreißen
des Bildes (Positionsverlagerung) und die vertikale Verlagerung
des Bildes. Ob das erfolgt oder nicht, ist oft in hohem Maße von dem
Bildinhalt abhängig,
d.h. davon, ob in dem Bild weiße
(helle) und schwarze (dunkle) Flächen
vorhanden sind. Daher liefert dieser, dem Stand der Technik entsprechende
Prozess, wenn er auch im allgemeinen einen ausgezeichneten Kopierschutz bietet,
bei einigen Kombinationen von Videobandrecordern (wie zum Beispiel
Videokassettenrecordern) und Fernsehgeräten ein Bild, das von Personen
betrachtbar ist, die eine schlechte Bildqualität tolerieren wollen.
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Die
WO-A-91/16791 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, um
das unberechtigte Kopieren von Videosignalen auf einem Band zu verhindern.
Bei einer Anzahl von Bildzeilen sind die zugehörigen Zeilen-Synchronisationsimpulse
entfernt, und weitere Impulse sind substituiert. Ein Band-Aufzeichnungsgerät erkennt
nicht die eingefügten
Impulse, und folglich wird eine Vollbild-Synchronisation gestört. Außerdem ist ein zusätzlicher
Impuls nach einem Farb-Synchronisationssignal addiert. Dadurch kann
die Verstärkungssteuerung
von einem Band-Aufzeichnungsgerät nachteilig
beeinflusst werden. Eine Verstärkung
dieses Effekts kann erreicht werden, indem ein weiterer zusätzlicher
Impuls entgegengerichtet zu dem zusätzlichen Impuls und ebenfalls
nach dem Farb-Synchronisationssignal
zur Verfügung
gestellt wird.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, zu versuchen, den bekannten Kopierschutz
zu verbessern.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Modifizieren eines kopiergeschützten Videosignals
zur Verfügung gestellt,
um den Kopierschutz zu verbessern, bei dem das nicht-modifizierte,
kopiergeschützte
Videosignal dazu ausgestaltet ist, um zu bewirken, dass ein Videosignal
mit reduzierter Amplitude auf der Kopie aufgezeichnet wird, wobei
das Verfahren die Schritte umfasst:
Addieren einer Wellenform
zu dem nicht-modifizierten,
kopiergeschützten
Videosignal, um ein modifiziertes Videosignal mit verbessertem Kopierschutz zur
Verfügung
zu stellen, das normal auf einem Fernsehgerät oder Monitor angezeigt werden
kann,
wobei die Wellenform dazu ausgestaltet ist, wenn in Kombination
mit dem Videosignal mit reduzierter Amplitude, das auf der Kopie
aufgezeichnet ist, um einen Video-Rücksprung zu bewirken,
wobei
die Wellenform zu dem Überabtast-Bereich des
Videosignals addiert wird, und
wobei die Wellenform für aktives
Video an dem Ende einer horizontalen Zeile substituiert wird und
sich unmittelbar vor einem horizontalen Synchronisationssignal befindet,
oder
wobei die Wellenform für
aktives Video in den letzten Zeilen von einem Videogebiet substituiert
wird und sich unmittelbar vor einem vertikalen Synchronisationssignal
befindet.
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In
einer Ausführung
wird die Wellenform zu dem Videosignal addiert, indem ein Bereich
des Videosignals ausgetastet und die Wellenform zu dem ausgetasteten
Bereich addiert wird.
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In
einer bevorzugten Ausführung
wird nur aktives Video ausgetastet.
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In
einer Ausführung
der Erfindung, in der die Wellenform zu den horizontalen Zeilen
des Videosignals addiert wird, wird die rechte Kante des Bildes durch
ein "Karo-Muster" (wie ein Dame-Brett)
ersetzt, das aussieht, als ob es aus schwarzen und grauen Rechtecken
besteht. Die Breite dieses Karomusters ist so gewählt, dass
es innerhalb des Überabtast-Teilbereiches
(nicht sichtbar) des Bildes liegt, wenn es auf einem Standard-Fernsehempfänger angezeigt wird.
Es ist so zu verstehen, dass, wenn der Bildinhalt hell ist (wie
zum Beispiel mittelgrau), bei einer unnormal niedrigen Signalamplitude
die linke Kante des schwarzen Rechteckes in bestimmten Videozeilen
einen frühen,
horizontalen Rücksprung
auslöst,
der ein ins Negative gehender (zu dem Austastpegel hin) Übergang
ist. Wenn der Bildinhalt dunkel ist, löst die rechte Kante des grauen
Rechtecks (benachbart einer dunklen Bildfläche) in bestimmten Videozeilen
einen frühen
Rücksprung
aus, der ebenfalls ein ins Negative gehender Übergang ist. (Die Beschreibung
der Video-Wellenformen hierin folgt der Gepflogenheit, dass die
positive Amplitude weiß und
die negative Amplitude schwarz ist).
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Das
horizontale Modifikations-Karo-Muster kann mit einer Frequenz erzeugt
werden, die zu der Folgefrequenz des Videogebietes asynchron ist,
so dass es aussieht, als ob sich das Karo-Muster auf dem Bild langsam
nach oben oder unten bewegt und dies mit einer Geschwindigkeit,
dass jeder gegebene Punkt etwa 1 Sekunde braucht, um im Bild von
unten nach oben oder umgekehrt zu wandern. Dieses Karo-Muster hat
keinen Einfluss auf das Bild, wenn eine Originalkassette (autorisierte
Kassette) wiedergegeben wird, da in dem Fernsehgerät keine
Signalzustände
vorhanden sind, die in irgendeiner weise unnormal sind.
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Wenn
jedoch eine illegale Kopie (nicht-autorisierte oder Piratenkopie)
der Kassette unter Verwendung eines Videobandrecorders wiedergegeben wird,
bewirkt die Signaldämpfung,
die sich aus den vorher beschriebenen, dem Stand der Technik entsprechenden
Kopierschutzprozessen in Kombination mit dem Karo-Muster ergibt,
dass der horizontale Rücksprung
des Fernsehgerätes
in jeder Videokopie, je nach Bildinhalt und den Parametern des Videobandrecorders
und des Fernsehapparates, früh
auftritt, wo entweder das schwarze oder das graue Rechteck vorhanden
ist. Die schwarzen Karos und die grauen Karos können jeweils, je nach dem Inhalt des
vorhergehenden, aktiven Videobildes, einen Übergang mit ausreichender Amplitude
bewirken. Wenn der Bildinhalt hell (weiß) ist, bewirkt die linke Kante
des schwarzen Karos einen ins Negative gehenden Übergang zu Schwarz. Wenn der
Bildinhalt dunkel ist, bewirkt die rechte Kante des grauen Karos einen
ins Negative gehenden Übergang
von Grau zu der nachfolgenden dunklen Fläche (normalerweise der Austastpegel).
Die Differenz zwischen den Zeilen, die in Schwarz oder Grau enden,
bewirkt wiederum eine horizontale Verlagerung der Bildinformation, d.h.
ein Wackeln, das sich auf dem Bild langsam nach oben oder nach unten
bewegt.
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Die
Neigung eines Fernsehapparates zum Rücksprung (frühes Ausführen des
horizontalen Rücklaufes)
wird ausgenutzt, indem der Hell-Dunkel-Übergang (die linke Kante des
schwarzen Karos oder die rechte Kante des grauen Karos) vor der
Anordnung des echten Horizontalzeilen-Synchronisationssignals zur Verfügung gestellt
wird. Der in dieser Weise ausgelöste
frühe Rücksprung
bewirkt, dass die Bildinformation auf der folgenden Zeile fortschreitet,
d.h. dass sie um einen Betrag horizontal nach rechts verlagert wird,
der gleich der Entfernung zwischen dem negativen Übergang
und der Position der vorderen Kante des echten horizontalen Synchronisationssignals
ist. Dieser Vorgang bewirkt ein "Zerreißen" (eine horizontale
Neupositionierung) der Bildinformation.
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Eine
etwa gleiche Modifikation in Vertikalrichtung des Bildes setzt abwechselnd
dunkle und weiße
Bänder
an die Stelle des aktiven Video in einige der letzten Zeilen ausgewählter Videogebiete
in dem unteren Überabtast-Bereich des Bildes
genau vor dem vertikalen Austastintervall und/oder sich in einige
der ersten Zeilen des vertikalen Austastintervalls erstreckend,
ein.
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Diese
Vertikalfrequenzmodifikation kann auf mehreren Wegen erfolgen. In
einer Ausführung
werden mehrere der aktiven Videozeilen (ungefähr fünf) direkt vor dem vertikalen
Synchronisationssignal so ausgestaltet, dass sie zwischen dem Austastpegel und
dem Graupegel (normalerweise etwa 30% der Weiß-Spitze) mit einer Frequenz
von etwa 1 bis 5 Zyklen pro Sekunde abwechseln. Das kann ein Trommel-Servo-Entsperren
in dem kopierenden Videobandrecorder bewirken oder einen irrtümlichen
vertikalen Rücksprung
in dem Fernsehgerät
bewirken, was zur Folge hat, dass das Bild von der nicht-autorisierten Kopie
eine vertikale Instabilität
(es springt nach oben und unten) mit dieser speziellen Frequenz zeigt,
wodurch die Bildqualität
wesentlich verschlechtert wird. In einer anderen Version werden
zwei bis fünf
Zeilen von abwechselndem (modulierten) Weiß-Schwarz-Weiß am Ende
jedes oder der abwechselnden Videogebiete mit demselben Ergebnis, dem
Verlust der vertikalen Sperre in einem kopierenden Videobandrecorder
oder in dem wiedergebenden Fernsehgerät, eingesetzt, um das eingesetzte Muster
als ein vertikales Synchronisationssignal zu interpretieren, wenn
die Videosignalamplitude durch das Reagieren der automatischen Verstärkungssteuerungsschaltung
(AGC) auf ein Kopierschutzsignal vermindert ist.
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Diese
vertikalen Modifikationen können
in einige der ersten Zeilen des nachfolgenden vertikalen Austastintervalls
ausgedehnt werden.
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Somit
sichern die Verfahren gemäß den Ausführungen
der Erfindung optimale Bedingungen in Form des Bildinhaltes, um
zu bewirken, dass der maximale Pegel der subjektiven Verschlechterung
(1) der wiedergegebenen Bildqualität der nicht-autorisierten Kopie
und (2) der Aufzeichnungs- und Wiedergabefunktionen von Videobandrecordern
erreicht wird.
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Das
Fernsehgerät
führt in
Reaktion auf die horizontalen und vertikalen Modifikationen irrtümlicherweise
den horizontalen oder vertikalen Rücksprung an einen unnormalen
Punkt aus. In der gleichen Weise, in der ein Fernsehgerät das Signal falsch
interpretiert, können
ebenfalls sowohl der Aufzeichnungs-Videobandrecorder beim Herstellen
der Kopie als auch der Wiedergabevideobandrecorder beim Wiedergeben
der Kopie beeinträchtigt
werden. In diesem Falle ist die Farbschaltung des Videobandrecorders
betroffen, wobei sich eine Bildverschlechterung zusätzlich zur
Bildverschlechterung ergibt, die durch das Basis-Kopierschutzverfahren
bewirkt wird. Das ist ein zusätzlicher
Effekt zu dem, was bisher beschrieben wurde und er tritt auf Grund
der speziellen Art und Weise ein, in der ein Videobandrecorder die Farbinformation
verarbeitet. Die Bildverzerrungen enthalten eine ungenaue Farbwiedergabe
und unterbrochenen oder permanenten Farbverlust. Die Modifikationen
zerstören
somit ferner, zusätzlich
zur Verschlechterung der Bildqualität, die durch das vorher beschriebene,
dem Stand der Technik entsprechende Basis-Kopierschutzverfahren
bewirkt wird, den Unterhaltungswert der illegalen Kopie.
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Eine
dritte Modifikation, die für
das Videosignal erfolgen kann, schließt das Verengen der horizontalen
Synchronisationsimpulse ein. In Kombination mit einem kopiergeschützten Videosignal,
das beim Wiederaufzeichnen (Kopieren) eine verminderte Signalamplitude
aufweist, bewirkt diese Verengung das Abtasten von unechten vertikalen
Synchronisationssignalen durch einen Videobandrecorder oder ein Fernsehgerät, wodurch
bewirkt wird, dass ein vertikaler Rücksprung woanders als zu Beginn
eines Gebietes erfolgt und auf diese Weise die Bildqualität weiter
verschlechtert. Diese Modifikation engt die Breite (Dauer) der horizontalen
Synchronisationsimpulse auf bestimmten Zeilen (wie zum Beispiel
den Zeilen 250–262)
des Videogebietes ein. Diese eingeengten horizontalen Synchronisationsimpulse
lösen, wenn
sie mit einem Videosignal mit verminderter Amplitude kombiniert
sind, einen unechten vertikalen Rücksprung in vielen Fernsehgeräten und
Videobandrecordern aus und verschlechtern dadurch das wiedergegebene
Bild weiter. Das Einengen der horizontalen Synchronisationsimpulse
erhöht
dort, wo ein Karomuster vorhanden ist (Zeilen 10 bis 250), weiterhin
die Karomusterverzerrung, wenn eine illegale Kopie hergestellt wird.
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Es
ist beobachtet worden, dass die Verschlechterung der Bildqualität, welche
durch die Verfahren der Erfindung bewirkt wird, insbesondere dort nützlich ist,
wo das dem Stand der Technik entsprechende Kopierschutzverfahren
eine relativ geringe Verschlechterung der Bildqualität oder eine
relativ geringe Verschlechterung des Aufzeichnens oder der Wiedergabe
des Videobandrecorders bewirkt. Somit verringert die Kombination
des dem Stand der Technik entsprechenden Verfahrens mit dem vorliegenden
Verfahren den Unterhaltungswert der illegalen Kopie bei einer viel
größeren Kombination
von Videobandrecordern und Fernsehempfängern wesentlich, als das durch
das dem Stand der Technik entsprechende Basisverfahren erfolgt.
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Das
Vorsehen des horizontalen Karo-Musters oder der vertikalen Modifikation
nur in dem Überabtast-Bereich
des Fernsehbildes sichert, dass beim Betrachten der Original-Aufzeichnung oder
des Originalsignals das Karo-Muster oder die vertikale Modifikation
nicht sichtbar sind und es dem Betrachter der Original-Aufzeichnung
nicht bekannt ist, dass diese Muster vorhanden sind.
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In
anderen Ausführungen
kann der Verfahrensnutzer aus Effektivitätsgründen einen Kompromiss hinsichtlich
der Bildfläche
eingehen (der Nutzer kann wählen,
einen Kompromiss bezüglich
der Sichtbarkeit des Verfahrens einzugehen, wenn die "legale" Aufzeichnung abgespielt
wird, um die Kopierschutzeffektivität des Verfahrens zu verbessern).
Somit können
sich die Modifikationen unter Verletzung der Rundfunk-Fernseh-Standards
in den sichtbaren Bereich des Videogebietes erstrecken, jedoch bei
vielen Anwendungen noch akzeptabel sein. Ferner lässt in einer
anderen Ausführung
das Verfahren einen Kompromiss hinsichtlich der Abweichungen von
den zugelassenen Signalstandards zu, um die Kopierschutzeffektivität weiter
zu verbessern.
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Das
modifizierte Signal wird in jedem Falle auf einem Fernsehempfänger oder
einem Monitor normal angezeigt, vorausgesetzt, dass das Signal die
korrekte Amplitude aufweist. Wenn die modifizierte Signalamplitude
verringert ist, wie auf einer illegalen Kopie, sind die Bedingungen
für einen
Fernsehempfänger
optimiert, um ein verzerrtes Bild anzuzeigen und für einen
Videorecorder sind sie optimiert, um ein verzerrtes Bild wiederzugeben.
Das ist der Fall in einer Videobandrecorder-Rückkopiersituation, in
der zwei Videobandrecorder verwendet werden, wenn die Aufzeichnung,
welche (illegal) kopiert ist, mit einem Basis-Kopierschutzverfahren
ausgestattet ist, zum Beispiel mit dem Verfahren von US-Patent 4,631,603.
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Die
vorher beschriebenen Videosignalmodifikationen haben zusätzlich dazu,
dass sie einen Mangel an horizontaler oder vertikaler Stabilität in einem
Fernsehempfänger
bewirken, die gleichen Effekte, wie sie vorher bei einem typischen
Videokassettenrecorder (Videobandrecorder) beschrieben wurden, sowohl
beim Aufzeichnen als auch bei der Wiedergabe. Videokassettenrecorder
nutzen die Vorderkante des horizontalen Synchronisationsimpulses,
um das Synchronsignalgatter korrekt zu positionieren. Wenn das Synchronsignalgatter
nicht korrekt positioniert ist, wird das Farbsynchronsignal nicht ordnungsgemäß abgetastet
und das Ergebnis ist ein Farbverlust oder verzerrte Farben. Die
horizontalen Modifikationen bewirken eine falsche Interpretation der
Position der vorderen Kante des horizontalen Synchronisationssignals.
Das ist der Fall bei Videokassettenrecordern, die sowohl beim Aufzeichnen als
auch bei der Wiedergabe einer (kopiergeschützten) Kopie beteiligt sind,
wodurch sich Farbverlust und Farbverzerrung ergeben. Dieser Effekt
kann auch unabhängig
in dem Fernsehgerät
hervorgerufen werden. In der gleichen Weise, in der ein Fernsehgerät dazu neigt,
die vertikale Arretierung im Ergebnis dieses Prozesses zu verlieren,
ist das auch bei einem Videokassettenrecorder der Fall. Das Ergebnis
ist ein Verlust der Trommel-Servo-Arretierung in dem Videokassettenrecorder.
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Die
hierin offenbarten Modifikationen sichern, dass die geforderten
Bedingungen für
eine maximale Bildzerreißung
immer vorhanden sind, ohne dass man sich auf den Zufall verlässt, dass
diese Bedingungen auftreten (dass das spezielle Bild angezeigt wird).
Daher hat der vorher beschriebene Prozess, der die horizontalen
und/oder vertikalen Modifikationen und/oder die horizontale Synchronisationsimpulsverengung
enthalten kann, eine wesentliche Bedeutung bei der Verbesserung
des dem Stand der Technik entsprechenden Basis-Kopierschutzverfahrens
und darüber
hinaus bei der Verbesserung jedes Kopierschutzverfahrens, welches
die Amplitude des Videosignals verringert, das aufgezeichnet wird,
wenn ein nicht-autorisierter Kopierversuch unternommen wird.
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Horizontale
Bildinstabilität
beim illegalen Kopieren von Videobändern kann verursacht werden durch
nachhorizontale Pseudo-Synchronisationsimpulse mit einer Amplitude
von etwa –20
IRE (–40
IRE entsprechen einer normalen Synchronisationsamplitude) und einer
Breite von etwa 1–2 μs, die in
einer Größenordnung
von 1–2 μs hinter
dem Farbsynchronisationsimpuls in der Position variieren.
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Wenn
auch die Ausführungen
hierin speziell im Zusammenhang mit dem NTSC-Fernsehstandard betrachtet
werden, gelten sie mit einer entsprechenden Modifikation auch für den SECAM-
oder PAL-Fernsehstandard.
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Nachfolgend
werden hierin Ausführungen der
vorliegenden Erfindung in Form eines Beispiels unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in
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1a und 1b ein
normales Bild bzw. ein modifiziertes Bild mit einem horizontalen
Modifikations-Karo-Muster
und die Lage einer vertikalen Modifikation;
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2a und 2b ein
Bild, das sich aus einem Videosignal mit normaler Amplitude ohne
bzw. mit einem Karo-Muster ergibt;
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3a, 3b und 3c Bilder von 2a und 2b,
angezeigt auf einem Fernsehgerät
mit einem Videosignal mit verringerter Amplitude, mit bzw. ohne
Karo-Muster und vertikaler Modifikation;
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4 einen
Bereich eines Videosignals mit einem Karo-Muster;
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5a und 5b einen
Bereich eines Videosignals mit einer vertikalen Modifikation, die
sich in das horizontale und vertikale Austastintervall erstreckt
bzw. mit einer vertikalen Modifikation, die sich in das vertikale
Austastintervall erstreckt;
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5c eine
zusätzliche
vertikale Modifikation, die sich in das horizontale Austastintervall
erstreckt;
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6a, 6b und 6c eine
Schaltung für
das Modifizieren von Videosignalen gemäß einer Ausführung der
Erfindung;
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7a und 7b Wellenformen,
die den Betrieb der Schaltung der 6a, 6b und 6c erläutern;
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8 eine
Einzelheit eines Flimmergenerators der Schaltung von 6b;
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9 eine
andere Ausführung
einer Schaltung für
das Modifizieren eines Videosignals;
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10 eine
dem Stand der Technik entsprechende Synchronisationssignal-Trennschaltung;
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11a bis 11o Video-Wellenformen, die
eine horizontale Synchronisationsimpulsverengung erläutern;
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12a ein Blockdiagramm einer Schaltung für die horizontale
Synchronisationsimpulsverengung;
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12b Wellenformen, die den Betrieb der Schaltung
von 12a erläutern;
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13a und 13b eine
Ausführung
einer Schaltung für
die horizontale Synchronisationsimpulsverengung;
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14a und 14b Blockdiagramme
der Vorrichtung für
das Kombinieren der Synchronisationsimpulsverengung mit den horizontalen
und vertikalen Modifikationen eines Videosignals;
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15 eine
Schaltung für
die Verbesserung eines Karo-Musters,
die Nach-Synchronisationsimpulse verwendet; und
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16a bis 16e Wellenformen,
die den Betrieb der Schaltung von 15 erläutern.
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1a zeigt
ein normales Fernsehbild 10 (ohne jede aktuelle Videoinformation),
d.h. einschließlich
des linken und rechten Überabtast-Bereiches 14, 16 und
der oberen und unteren Überabtastposition 7, 9.
Der Bereich des Bildes innerhalb der gestrichelten Linie 13 ist
das sichtbare Video 11.
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Der Überabtast-Bereich
eines Fernsehbildes ist, wie gut bekannt ist, der Bereich des Fernsehbildes,
der bei einem Standard-Fernsehgerät nicht sichtbar ist. Wegen
konstruktiver Beschränkungen und ästhetischer
Betrachtungen, sind Standard-Fernsehgeräte durch den Hersteller eingestellt, um
etwas weniger als 100% der Fläche
des übertragenen
Bildes anzuzeigen. Die Bereiche des Fernsehbildes, die normalerweise
nicht sichtbar sind, werden als Überabtast-Bereich
bezeichnet. Diese Bereiche sind auf einem Videomonitor professionellen
Typs mit Unterabtast-Fähigkeit
sichtbar. Alle Standard-Fernsehempfänger werden jedoch in einer Überabtast-Betriebsweise
betrieben und daher würden
die zugefügten
Karo-Muster und die modifizierten Zeilen an dem Ende jedes Gebietes
auf solchen Standard-Fernsehempfängern,
wie sie in den USA und woanders verkauft werden, nicht sichtbar
sein.
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1b zeigt
ein modifiziertes Fernsehbild 12, das ebenfalls die Überabtast-Bereiche 14, 16 enthält. In dem
rechten Überabtast-Bereich 16 ist
ein Karo-Muster 20 von abwechselnden grauen Rechtecken 24 und
schwarzen Rechtecken 26 vorgesehen. Diese Karo-Muster-Information 24, 26 liefert
die Kopierschutzverbesserung, wie es nachfolgend beschrieben wird.
In der Anzeige des Bildes 12 auf einem Standard-Fernsehgerät würde das
Karo-Muster 20 nicht sichtbar sein, da es sich in dem Überabtast-Bereich 16 befindet.
Die vertikale Signalmodifikation wird in den unteren Überabtast-Bereich 9 eingesetzt
und ist daher ebenfalls nicht sichtbar.
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2a zeigt
ein Videogebiet 30, das die linken und rechten Überabtast-Bereiche 32, 34 enthält, wobei
in dem aktiven Video 36 ein vertikales und ein horizontales
Bildelement 38 (wie zum Beispiel ein Kreuz) enthalten ist.
Dieses Gebiet 30 entspricht dem Stand der Technik und das
Karo-Muster sowie das vertikale Modifikationssignal sind, wie deutlich
sichtbar ist, nicht enthalten. Jegliche Verminderung der Signalamplitude
fehlt ebenfalls, d.h. der dem Stand der Technik entsprechende Kopierschutzprozess
ist nicht enthalten.
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2b zeigt
das Gebiet 30 mit der Addition eines Karo-Musters 42 in
dem Überabtast-Bereich 34 außerhalb
des Randes 13 und mit der Addition eines vertikalen Modifikationsmusters 87 zum
unteren Überabtast-Bereich 9.
Da hier eine normale Signalamplitude vorhanden ist, haben das Karo-Muster 42 und/oder
das vertikale Muster 87 keinen Einfluss auf das Aussehen
des Kreuzes 38, das normal dargestellt ist. Es ist so zu
verstehen, dass 2b das darstellt, was auf einem
Monitor erscheinen würde, der
die gesamte Fläche
zeigt und was nicht auf einem normalen Fernsehempfänger erscheinen
würde.
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Es
ist nicht möglich,
eine grafische Darstellung des Einflusses dieser Signale auf einen
Videokassettenrecorder zu zeigen. Ein Fernsehgerät zeigt künstliche Darstellungsprodukte
infolge der unnormal niedrigen Signalamplitude an. In diesem Falle sind
die Servosysteme der Videokassettenrecorder gestört, wodurch positionell instabile
Bilder entstehen.
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3a zeigt
ein Bild 50, das die Folge einer verminderten Signalamplitude
ist, d.h. das in Übereinstimmung
mit dem Kopierschutzprozess steht, der dem Stand der Technik entspricht
und auf einen relativ unempfindlichen Videokassettenrecorder wirkt,
jedoch ohne das Addieren des Karo-Musters. Diese Figur zeigt nur
den tatsächlich
sichtbaren Bereich (innerhalb des Randes 13 von 2a, 2b)
des Bildes auf einem Standard-Fernsehempfänger. Wie
zu sehen ist, wird das Kreuz 38 normal angezeigt, weil in
diesem Falle der Bildinhalt so ist, dass keine horizontale Verlagerung
vorhanden ist. Das ist ein Fall, bei dem der dem Stand der Technik
entsprechende Kopierschutzprozess einen unzureichenden Kopierschutz
liefert, weil das Bild sichtbar ist.
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3b zeigt
den Einfluss eines vorhandenen Karo-Musters 42 der 2b,
wenn die verminderte Signalamplitude vorhanden ist, d.h. wenn der dem
Stand der Technik entsprechenden Kopierschutzprozess in Verbindung
mit dem Karo-Muster verwendet wird. Auch in 3b ist
der Überabtast-Bereich
nicht dargestellt. Hier ist zu sehen, dass das Kreuz 38 mehrfachen
horizontalen "Zerreißungen" 43 ausgesetzt
ist, die an der Stelle des Übergangs
vom grauen Karo 46 zu dem schwarzen Karo 44 (und
umgekehrt) des Karo-Musters 42 von 2b auftreten.
Wie in der vergrößerten Ansicht 3c gezeigt ist,
sind die Bereiche 93 des vertikalen Teils des Kreuzes 38 um
einen Betrag horizontal verlagert, der von der Entfernung zwischen
der linken Kante der schwarzen Bereiche 44 des Karo-Musters
und der Position des echten horizontalen Synchronisationssignals
in jeder Zeile (nicht dargestellt) abhängt. Es ist deutlich zu erkennen,
dass das Bild 50 von 3b wesentlich
verschlechtert ist. Der Effekt wird weiterhin durch das langsame
Bewegen des Karo-Musters 42 nach oben oder nach unten in vertikaler
Richtung verstärkt
(nicht dargestellt), so dass zu sehen ist, dass sich die horizontalen
Verlagerungen bewegen, d.h. "wackeln". Das liefert ein
praktisch nicht-sehenswertes Bild und somit einen wesentlichen Kopierschutz.
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Das
Karo-Muster 42 von 2b enthält normalerweise
fünf schwarze
Rechtecke 44, jeweils abwechselnd mit einem der mittelgrauen
Rechtecke 46 (in 2b sind
aus Deutlichkeitsgründen
weniger solche Rechtecke dargestellt). Es wurde ermittelt, dass
die maximale Bildverschlechterung bei etwa fünf Grau-zu-Schwarz-Übergängen und
fünf Schwarz-zu-Grau-Übergängen pro
Bildhöhe
zu verzeichnen ist.
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Der
Signalpegel der schwarzen Rechtecke 44 ist so eingestellt,
dass er zwischen dem Austastpegel und dem Schwarzpegel für NTSC (Schwarzpegel
und Austastpegel sind für
PAL- oder SECAM-Signale gleich) und bei dem Schwarzpegel für PAL und SECAM
liegt und dass die Amplitude der mittelgrauen Rechtecke 46 etwa
30% des Spitzen-Weißpegels beträgt. Das
Karo-Muster 42 erzeugt das Zick-Zack-Muster, wie es in 3b dargestellt
ist. Bei anderen Ausführungen
könnte
nur ein schwarzes Rechteck 44 oder zwei, drei oder vier
oder mehr schwarze Rechtecke 44 pro Gebiet 30 von 2b vorhanden
sein. Auch die Abmessungen (Höhen
und Breiten) der schwarzen Rechtecke 44 brauchen nicht einheitlich
zu sein.
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Der
Prozess bewirkt einen frühen
horizontalen Rücksprung
in einer Umgebung mit niedriger Signalamplitude, indem ein ins Negative
gehender Übergang
zur Verfügung
gestellt wird, d.h. von dem momentanen Bildpegel am Startpunkt der
schwarzen Rechtecke 44 zu dem Schwarzpegel vor den horizontalen
Synchronisationssignalen an zumindest bestimmten Zeilen des Bildes.
Das in 2b gezeigte Karo-Muster 42 ist
ein Muster, das den beabsichtigten Effekt verursacht.
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Die
typische Dauer (Breite) des Karo-Musters 42 beträgt etwa
1,0 bis 2,5 Mikrosekunden, wie es durch die Forderung bestimmt wird,
dass das Karo-Muster normalerweise nicht in dem angezeigten Bereich
eines Standard-Fernsehbildes enthalten ist, d.h. auf den Überabtast-Bereich
beschränkt
ist und auch die normale horizontale Austastperiode nicht beeinträchtigt.
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In
anderen Ausführungen
ist der horizontale Synchronisationsimpuls verengt und ermöglicht, dass
das Karo-Muster breiter ist. Das würde eine größere horizontale Verlagerung
ergeben, wenn das Videosignal mit verminderter Amplitude angezeigt
wird, jedoch zu einem nicht dem Standard entsprechenden Original-Videosignal
führen,
das jedoch für
bestimmte Anwendungen, die keine Übertragung von Sendungen sind,
akzeptabel ist. Auch die speziellen Amplituden der mittelgrauen
Rechtecke 46 und/oder der schwarzen Rechtecke 44 brauchen
nicht genau so zu sein, wie es vorher beschrieben wurde. Jegliche
Einflüsse,
die sich aus der veränderten,
relativen Position der vorderen Kante des horizontalen Synchronisationsimpulses
und des Farbsynchronisationsimpulses ergeben, können durch eine entsprechende
Neuanordnung und/oder Expansion des Farbsynchronisationsimpulses
korrigiert werden.
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4 zeigt
das horizontale Austastintervall 60 für eine einzelne Videozeile,
wobei ein Teil des Karo-Musters vorhanden ist. Der horizontale Synchronisationsimpuls 62 beginnt üblicherweise
1,5 Mikrosekunden nach dem Beginn des horizontalen Austastintervalls 60.
Das aktive Video 66, 68 tritt sowohl vor als auch
nach dem horizontalen Austastintervall 60 auf. Erfindungsgemäß ist jedoch
ein Bereich 70 des aktiven Video genau vor dem horizontalen
Austastintervall 60 durch entweder ein Mittelgraupegel-Signal 74 oder
durch ein Schwarzpegel-Signal 76 ersetzt. (Graupegel 74 und
Schwarzpegel 76 sind in 4 nur zum
Zweck der Erläuterung
dargestellt). Der Verlust des Bereiches 70 des aktiven
Videos 66 ist nicht problematisch, da, wie es vorher erläutert wurde,
in einem Standard-Fernsehempfänger
dieser Bereich des aktiven Videos nicht sichtbar ist, weil er sich
in dem Überabtast-Bereich
des Bildes befindet.
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Der Übergang 80 von
dem aktiven Videopegel 66 nach unten zu dem Schwarzpegel 76 wird
von dem Fernsehempfänger
als ein horizontales Synchronisationssignal wahrgenommen. Dieser
Effekt tritt (wie vorher beschrieben wurde) nur auf, wenn das angezeigte
Videosignal infolge des Kopierschutzprozesses eine verminderte Amplitude
aufweist.
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Die
Anwesenheit des Graupegels 74 (die grauen Bereiche der
Karos) sichert zusätzlich,
dass das gesamte Bild nicht nach rechts verlagert wird. Das würde der
Fall sein, wenn zum Beispiel entlang der rechten Seite des Bildes
nach unten ein durchgehender schwarzer Streifen vorhanden war. Die
abwechselnden Grau- und Schwarzpegel liefern den in 3b dargestellten
Zick-Zack-Effekt, der, wie es sich erwiesen hat, für praktisch
jede Person zum Betrachten nicht tolerierbar ist. Weiterhin ist
in 4 ein bekannter Farbsynchronisationsimpuls 82 dargestellt,
der auf der hinteren Schwarzschulter 84 des horizontalen
Austastintervalls 60 aufgesetzt ist.
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Aus 4 ist
zu erkennen, dass die einzige Modifikation des Videosignals das
Entfernen des kleinen Bereiches des aktiven Videos 70 und
die sich daraus ergebende Substitution entweder des Graupegels 74 oder
des Schwarzpegels 76 ist.
-
Die
vorher beschriebene Wackel-Verstärkung
bewirkt, dass sich das Karo-Muster langsam von unten nach oben (oder
umgekehrt) über
das Bild bewegt. Es wurde ermittelt, dass bei einer Dauer des Wanderns
des Musters von etwa einer Sekunde von unten nach oben oder umgekehrt über das
Bild für
einen gegebenen Übergang,
eine optimale Verminderung des Unterhaltungswertes des Bildes bewirkt wird.
Dieser sich bewegende Wackeleffekt wird unter Verwendung einer Frequenz
der Rechteckwelle, die das Karo-Muster erzeugt, zur Verfügung gestellt,
die bezüglich
der fünften
Oberschwingungen der Feldgeschwindigkeit etwas versetzt 5 ist, d.h.
zwischen 295 Hz und 305 Hz für
NTSC-Fernsehen. Die entsprechende Frequenz für PAL- oder SECAM-Systeme ist 245
bis 255 Hz. Diese nicht-synchrone Ausgestaltung liefert die gewünschte,
langsame Bewegung des Karo-Musters.
Wie vorher bemerkt wurde, ist selbst dann, wenn eine solche asynchrone
Ausgestaltung nicht vorhanden ist und das Karo-Muster statisch ist,
doch noch ein wesentlicher Vorteil des vorliegenden Prozesses vorhanden.
Die Frequenz des Signals, welches das Karo-Muster erzeugt, kann eingestellt sein,
um die Verschlechterung der Bildqualität zu maximieren, wenn das Signal
mit niedriger Amplitude wiedergegeben und angezeigt wird. Frequenzen
zwischen 180 und 360 Hz für
NTSC und 150 bis 300 Hz für
PAL (drei- bis fünffaches
der Gebietsfrequenz) ergeben normalerweise einen optimalen Effekt.
Die Frequenz kann über
die Zeit variiert werden, um einen optimalen Effekt für eine Vielfalt
von Wiedergabe- und Betrachtungsausrüstung zu sichern.
-
Das
Karo-Muster braucht nicht in jedem Gebiet vorhanden zu sein.
-
Die
vorhergehende Beschreibung bezieht sich auf die horizontale Bildinformation.
Die Videosignalinformation und der sich ergebende Einfluss dieser
Modifikation liegen in der horizontalen Bildrichtung. Modifikationen
der vertikalen Information können
ebenfalls vorgesehen sein, und sie können mehrere Formen aufweisen.
In einer Ausführung
haben Gruppen von 1 bis 4 Zeilen in dem unteren Überabtast-Bereich eines Videogebietes
ihr aktives Video alternativ durch Weiß oder Schwarz ersetzt. In
einer anderen Ausführung
sind einige der letzten Videozeilen unmittelbar vor dem vertikalen
Synchronisationsimpuls ausgetastet sowie auch einige der ersten
Zeilen des nachfolgenden vertikalen Austastintervalls und das Originalbild-Video
und der vertikale Synchronisationsimpuls darin entweder durch ein
Signal mit hohem Pegel (wie zum Beispiel Mittelgrau-Pegel, der etwa
30% des Spitzenpegels von Weiß oder
des aktuellen Weißpegels
beträgt)
oder durch ein Signal mit einem niedrigen Pegel (in der Größenordnung
von dem Schwarzpegel bis herab zum Austastpegel) ersetzt, wie es
bei 87 in 1b, 2b dargestellt
und vorher beschrieben ist.
-
Diese
vertikalen Modifikationen sind normalerweise für den Betrachter nicht sichtbar,
weil die modifizierten, aktiven Video-Zeilen auf solche Zeilen beschränkt sind,
die in den Überabtast-Bereich 9 unten
im Bild von 1b fallen. (Die modifizierten
Zeilen befinden sich auch in einer gleichen Position bezüglich des
Kopfschaltpunktes, wenn das Video von einem Videokassettenrecorder
in Betracht gezogen wird, und das Video auf diesen Zeilen ist im
Ergebnis von Störungen,
die an dem und hinter dem Kopfschaltpunkt auftreten nicht nutzbar).
-
In
einem Standard-NTSC-Videosignal (oder in anderen Standards) enthalten,
wie gut bekannt ist, die ersten drei Zeilen des vertikalen Austastintervalls jeweils
zwei Ausgleichsimpulse und die folgenden drei Zeilen enthalten jeweils
zwei "breite" vertikale Synchronisationsimpulse.
Normalerweise beginnt der vertikale Rücksprung kurz nach dem ersten
dieser vertikalen Synchronisationsimpulse.
-
Die
erste vertikale Modifikations-Ausführung ist in 5a dargestellt.
(Die Zeilen-Nummern beziehen sich hier auf das zweite Teilbild eines
NTSC-Videobildes). Die Zeilen 517, 518, 519 haben ihre aktiven Videobereiche
durch ein Spitzenpegel-Weißsignal,
(1,0 V Nennspannung) ersetzt. Dasselbe ist in den Zeilen 523, 524
und 525 der Fall. In den Zeilen 520, 521, 522 ist das aktive Video
durch ein Schwarz-Signal (0 Volt Nennspannung) ersetzt. Anstelle
der Gruppen von drei Zeilen können
die Gruppen aus 0 bis 5 oder mehr Zeilen bestehen und die Weiß- und Schwarz-Signale
können
in der Amplitude moduliert oder geschaltet sein. Somit verändert sich in
mehreren der letzten Zeilen jedes Gebietes das Muster der Weiß- und Schwarz-Signale
dynamisch zwischen den Gebieten.
-
Die
zweite vertikale Modifikations-Ausführung (5b) tastet
die letzten beiden aktiven Video-Zeilen (zum Beispiel Zeilen 524
und 525) in einem Videogebiet und die ersten drei Zeilen (zum Beispiel
Zeilen 1, 2, 3) des unmittelbar folgenden vertikalen Austastintervalls
aus. Diese beiden aktiven Zeilen befinden sich in dem unteren Überabtast-Bereich 9 (16) des Fernsehbildes. Dann wird ein Mittelgrau-Video-Signal 87 (30%
des Weiß-Spitzenpegels) erzeugt
und auf periodischer Basis in diese fünf ausgetasteten Zeilen eingesetzt.
Wenn das Mittelgrau-Signal nicht wirksam ist (wird durch vertikale Pfeile
an den Zeilen 524, ..., 3 angezeigt), "täuschen" diese aus getasteten
Zeilen die vertikale Synchronisierungsschaltung der meisten Fernsehempfänger, indem
sie den vertikalen Rücksprung
zu Beginn der ersten dieser fünf
Zeilen durchführen
und nicht, wie es normal ist, fünf
Zeilen später
zu Beginn der vertikalen Synchronisierungsimpulse. Somit ist der
vertikale Rücksprung
um fünf
Zeilen vorverlegt. Wenn diese fünf
Zeilen mittelgrau sind, wird der vertikale Rücksprung an seiner richtigen
Position durch die normale Synchronisierung ausgelöst. Es ist
so zu verstehen, dass die Anzahl solcher ausgetasteten Zeilen und
die Amplitude der eingesetzten Wellenform in anderen Ausführungen
variieren können.
-
Wie
in 5b gezeigt ist, sind die Zeilen 4–6 (nur
1–4 sind
dargestellt), sowie auch die Zeilen 517 bis 523 so ausgestaltet,
wie in einem Standardsignal. Die Modifikation trifft nur auf die
Zeilen 524, 525, 1, 2 und 3 zu. Die aktiven Videobereiche der Zeilen
524, 525 und der entsprechenden Bereiche der Zeilen 1–3 sind
ausgetastet (zu Schwarz) oder haben ein mittelgraues Signal bei
etwa 0,3 V eingesetzt. (Es ist so zu verstehen, dass diese Amplitude
die Nenn-Amplitude, ohne Berücksichtigung
des Amplitudenverminderungseinflusses des dazugehörigen, dem
Stand der Technik entsprechenden Kopierschutzprozesses, ist). 5b zeigt
einen Bereich eines Gebietes mit dem Mittelgrau-Pegel. Wie vorher
festgestellt wurde, wird das Grau-Signal mit einer Frequenz ein-
und ausgeschaltet (es "schwingt"), die normalerweise zwischen
1 Hz und 10 Hz liegt. In der Version, die bei 1 Hz schwingt, gibt
es 30 aufeinanderfolgende Videogebiete mit fünf Zeilen, die aktives Video
beim Austastpegel haben, gefolgt von 30 aufeinanderfolgenden Videogebieten
mit den fünf
Zeilen bei 30% Grau von 5b. Wie
aus 5b ersichtlich ist, kann der Farbsynchronisationsimpuls
in den Zeilen 524 bis 3 ausgetastet sein (oder nicht).
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Diese
Schwingung bewirkt, dass das Bild um 5 Zeilen pro Sekunde (die Schwingungsfrequenz) nach
oben und nach unten "springt". Es wurde ermittelt,
dass das für
den Betrachter äußerst irritierend ist,
wie durch Verweis auf "x" in 3b deutlich
wird. Das bedeutet, dass in den Gebieten, in denen die vertikale
Modifikation von 5b vorhanden ist, der vertikale
Rücksprung
fünf Zeilen
zu früh
auftritt, gefolgt von Gebieten, in denen der vertikale Rücksprung
normal auftritt. Der frühe
vertikale Rücksprung
tritt auf, weil die Gesamt-Videoamplitude durch die Anwesenheit
der dem Stand der Technik entsprechenden Kopierschutzsignale zum
Beispiel auf ein Maximum von 0,4 V (Weißspitze zur Spitze des Synchronisationsspitze)
gegenüber
den 1,0 V des NTSC-Standards
vermindert wurde. Die Trenneinrichtung des Fernsehempfängers für die vertikale Synchronisation
erkennt dann die erste der fünf
aus getasteten Zeilen als ersten vertikalen (breiten) Synchronisationsimpuls
und führt
den vertikalen Rücksprung
kurz danach aus.
-
In
einer anderen Version der vertikalen Modifikation (nicht gezeigt)
erfolgt die Modifikation so, dass anstelle dessen, dass die letzten
beiden Zeilen eines Gebietes und die ersten drei Zeilen des nächsten Gebietes
so modifiziert sind, wie in 5b, alle der
letzten fünf
Zeilen (521, 522, 523, 524, 525) des aktiven Videos eines Gebietes
modifiziert werden. Das vermeidet die Erzeugung eines "illegalen" (nicht dem Standard
entsprechenden) Videosignals. Eine Variation dieser vertikalen Modifikation
ist, etwa 3 Zeilen oder mehr Zeilen wie 524, 525 in 5b,
auf Zeilen hinter dem vertikalen Synchronisationsbereich (d.h. Zeilen
22 bis 24) zu verlagern. In einigen Fernsehgeräten bewirkt das ein zusätzliches
Springen, da das Fernsehgerät
zwei vertikale Synchronisationsimpulse "sieht", einen zur richtigen Zeit, d.h. Zeile
4 und einen bei etwa Zeile 23.
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Es
ist so zu verstehen, dass sich die vertikale Modifikation nicht über den
gesamten aktiven Videobereich einer horizontalen Zeile erstrecken
muss. Es wurde ermittelt, dass es für die Erzeugung eines verfrühten vertikalen
Rücksprunges
ausreichend ist, die Modifikation über etwa die halbe Dauer des
aktiven Videos in einer Zeile zur Verfügung zu stellen.
-
In
einer noch anderen Ausführung
der vertikalen Modifikation (in den meisten Belangen ähnlich der
von 5a), wie sie in 5c dargestellt
ist, ist das horizontale Austastintervall an den Zeilen 517, 518,
519, 523, 524, 525 entfernt (ausgetastet), wobei dort die Weiß-Impulse
addiert sind. Daher ist dies ebenfalls ein "illegales" (nicht dem Standard entsprechendes)
Videosignal (wie das von 5b). Es
ist jedoch für
viele Anwendungen, die nicht gesendet werden akzeptabel. Das Eliminieren
des horizontalen Austastens auf diesen Zeilen erhöht die Verstärkungsreduzierung
durch die Schaltung für
die automatische Verstärkungssteuerung
(in den Schaltungen der automatischen Verstärkungssteuerung des Videokassettenrecorders).
Die Weiß-Impulse
an den Zeilen 517, 518, 519 und 523, 524, 525 dürfen in jedem Gebiet vorhanden
sein oder in der Amplitude moduliert oder geschaltet sein. Darüber hinaus
können
diese Zeilen mit den Weiß-Impulsen
ihre Positionen um einige wenige Zeilen von Gebiet zu Gebiet oder
zwischen einigen Vielfachen der Gebietsfrequenz wechseln, um vertikale
Unschärfe-Effekte
zu erzeugen, wenn eine illegale Kopie hergestellt und auf einem
Fernsehgerät
betrachtet wird. Die Gruppen von Weiß-Impulsen können sich über null
bis zu vier Zeilen erstrecken.
-
Die
vertikalen Modifikationen des Videosignals haben keine Wirkung,
wenn sie auf einen Fernsehmonitor als Teil eines Originalsignals
(eines autorisierten Signals) aufgebracht werden. Wenn jedoch die
Amplitude des Videosignals wesentlich verringert ist, zum Beispiel
durch einen Kopierschutzprozess, neigt der Fernsehmonitor zur unkorrekten
Erfassung der vertikalen Synchronisationsinformation, wobei sich
die vertikale Instabilität
so ergibt, wie es vorher beschrieben ist.
-
Darüber hinaus
neigt beim Aufzeichnen die Trommel-Servo-Schaltung des Videokassettenrecorders
zu Störungen,
wenn das vertikal modifizierte Signal in Verbindung mit einem Kopierschutzprozess auf
einen Videokassettenrecorder aufgebracht wird, wodurch sich in dem
aufzeichnenden Videokassettenrecorder ein Videosignal mit einer
verminderten Amplitude ergibt. Das ist deswegen so, weil die Videokassettenrecorder
normalerweise ein "sauberes" vertikales Synchronisationssignal
brauchen, um die korrekte Phase einzuhalten und die Anwesenheit
eines schwankenden vertikalen Synchronisationssignals bewirkt, dass
der Videokassettenrecorder seine Sperre verliert. Wenn die Aufzeichnung
wiedergegeben wird, ist der sichtbare Effekt eine vertikale Instabilität des Bildes
und dazu unterbrochene Rauschbänder,
die erscheinen, wenn die Trommel-Servo-Schaltung die Sperre verliert.
(Das ist einem Fehler bei der variablen Spurregelung ähnlich).
-
Mit
anderen Worten, die Wellenform-Modifikationen mit Vertikalfrequenz
funktionieren ähnlich wie
die Wellenform-Modifikation mit Horizontalfrequenz, mit der Ausnahme,
dass vertikale Störungen erzeugt
werden, und nicht horizontale. Die beiden Technologien sind kombiniert
hinsichtlich der Verschlechterung der Bildqualität effektiver als jede für sich allein.
Ein Gleiten der Impulsfrequenz der vertikalen Wellenformen erhöht die Effektivität bei mehreren
Fernsehgeräten,
d.h. die Frequenz wird zum Beispiel über einen Zeitraum von etwa
20 Sekunden zwischen 2 Hz und 10 Hz variiert. Das Gleiten der Karo-Frequenzen
bewirkt auch, dass das horizontale Zerreißen nach oben und unten wandert,
wodurch sich ein irritierendes Bild ergibt, wenn eine illegale Kopie
hergestellt wird.
-
Die
Schaltung für
das Einsetzen der vorher beschriebenen horizontalen und vertikalen
Modifikationen ist als Blockdiagramm in 6a gezeigt.
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Der
Hauptweg des Videosignals enthält
einen Eingangs-Klemm-Verstärker A1;
eine Schaltung für
das Verengen des Synchronisationsimpulses 96, einen Mischpunkt 98,
an dem die Wellenform-Komponenten der horizontalen Karos und die
Wellenformen der vertikalen Modifikation (ein Wackeln erzeugend)
addiert werden; und einen Verstärker
für den Ausgangsleitung-Treiber
A2. In diesem Falle können auch
für das
Video-Eingangssignal in die Schaltung von 6a die
letzten 9 Zeilen jedes Gebietes auf einen Bezugspegel ausgetastet
sein. Das US-Patent 4,695,901 offenbart eine Schaltung für das Austasten.
-
Der
Weg für
die Prozesssteuerung und die Signalerzeugung enthält eine
Trenneinrichtung für die
Synchronisation 100; eine Steuerschaltung 102; Schaltungen
(siehe 6b) für die Erzeugung der erforderlichen
Signalspannungen, die zu dem Haupt-Videosignal addiert werden; und
ein Schalt-Auswahlsystem 104 (6a), das
die erforderlichen Signalspannungen, gesteuert durch die Steuerschaltung 102,
anlegt. (Es ist zu bemerken, dass in den Zeichnungen bestimmte Bauteilbezeichnungen,
z.B. U1, R1, OS1, A1 für
bestimmte Komponenten, wenn nötig,
wiederholt werden. Damit ist nicht beabsichtigt, identische Komponenten
darzustellen, wenn es nicht ausdrücklich angeführt ist).
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Das
Eingangsvideo wird durch den Eingangsvideo-Klemm-Verstärker A1 erneut gleichstromgespeichert.
(Der Verstärker
A1 ist ein im Handel erhältliches
Bauteil, zum Beispiel der Verstärker Elantec
EL2090). Der Verstärker
A1 sichert, dass das Videosignal (beim Austasten) sich auf einem
bekannten, vorher festgelegten Gleichstrom-Pegel befindet, bevor irgendwelche zusätzlichen
Wellenformkomponenten zu diesem Videosignal addiert werden.
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Das
sich ergebende geklemmte Videosignal wird mit einer Quellenimpedanz
Ro, die normalerweise größer als
1000 Ohm ist, an dem Mischpunkt 98 angelegt. Die addierten
einzuspeisenden Impulssignale werden mit einer Quellenimpedanz von
weniger als 50 Ohm an dem Mischpunkt 98 angelegt. Wenn es
erforderlich ist, das Eingangsvideosignal zu modifizieren, zum Beispiel
mit einer Karo-Komponente, wird
das geeignete Signal ausgewählt
und bei einer geringen Quellenimpedanz an dem Mischpunkt angelegt,
wobei das Eingangsvideosignal von dem Verstärker A1 übersteuert und durch das erforderliche Signal
effektiv ersetzt wird. Wenn das Eingangssignal unverändert bleiben
soll, befinden sich alle Schaltelemente 104 im offenen
Zustand, mit dem Ergebnis, dass das Videosignal unverändert zu
dem Ausgangs-Leitungstreiber-Verstärker A2
gelangt. Das sich am Mischpunkt 98 ergebende Videosignal
wird an den Leitungstreiber-Verstärker A2 angelegt, um einen
Standard-Ausgangssignalpegel und eine Standard-Ausgangsimpedanz
zur Verfügung
zu stellen. Ein Ausgang des Video-Klemm-Verstärkers A1 wird an die Trenneinrichtung
für die
Synchronisation 100 angelegt (das ist ein allgemein verfügbares Bauteil, zum
Beispiel der National Semiconductor LM 1881). Die Trenneinrichtung
für die
Synchronisation 100 stellt die gemischten Synchronisationsimpulse
und das Bilderkennungssignal zur Verfügung, die für die Prozesssteuerungsschaltung 102 erforderlich
sind.
-
Die
Prozesssteuerungsschaltung 102 erzeugt die Steuersignale,
um die Signal-Wählschalter 104 zur
genauen Zeit (und für
die erforderliche Dauer) einzuschalten, damit die verschiedenen
Signale das Eingangs-Videosignal ersetzen.
-
Alle
verschiedenen Signale, die das Originalvideo (Eingangsvideo) zu
ersetzen haben, bestehen aus einem gleichbleibenden Gleichstrom-Signal
mit einem hohen Pegel oder einem gleichbleibenden Gleichstrom-Signal
mit niedrigem Pegel. So ist zum Beispiel das Karo-Signal mit hohem
Pegel ein Mittelgrau-Pegel, normalerweise von etwa 30% der Weißspitze.
Das Karo-Signal mit niedrigem Pegel ist ein Schwarz- oder Austast-Pegel.
Diese verschiedenen Signalpegel werden von Potentiometern VR1 VR2, VR3, VR4 erzeugt (siehe 6b),
die einstellbare Signalpegel zur Verfügung stellen (oder alternativ
von Spannungsteiler-Widerständen
für fest
voreingestellte Signalpegel), die zu den entsprechenden Spannungsversorgungsleitungen
parallelgeschaltet sind. Dieses Signal wird an die entsprechenden Wahl-Schaltelemente 104-1, 104-2, 104-3 bzw. 104-4 über die
Verstärker
mit dem Verstärkungsfaktor
Eins A5 angelegt, um die erforderliche niedrige Ausgangsimpedanz
zu dem Mischpunkt 98 zu sichern.
-
Die
Steuerungsschaltung 102 erzeugt die entsprechenden Wahl-Schalt-Steuerimpulse
für das Karo-Muster-
und die vertikalen Modifikationssignale (siehe 6a).
Die Karo-Impulse werden nur auf ausgewählte Zeilen aufgebracht. Ein
Beispiel ist, das Karo-Muster an der 10. Zeile zu starten, welche
die Bildinformation enthält
(d.h. nach dem Ende des vertikalen Austastens) und es 10 Zeilen
vor der letzten, die Bildinformation enthaltenden Zeile zu beenden (d.h.
10 Zeilen vor dem Start des nachfolgenden Austastintervalls). Gleichermaßen werden
die vertikalen Wackel-Modifikations-Signale nur an ausgewählte Zeilen
angelegt, zum Beispiel an die letzten neun Zeilen vor dem vertikalen
Austastintervall. Daher erfordern sowohl die Karo-Muster-Signale
als auch die vertikalen Modifikations-Signale Steuersignale mit Komponenten
der Horizontal- als auch der Vertikalfrequenz.
-
Das
Video-Eingangs-Signal "VIDEO
IN" (siehe 6c,
die eine Einzelheit von 6a zeigt),
wird durch den Verstärker
A3 gepuffert und über
den Kopplungskondensator C1 und einen Tiefpaßfilter, der den Widerstand
R1 und den Kondensator 5 C2 enthält, mit der Trenneinrichtung
für die
Synchronisation gekoppelt. Die Trenneinrichtung für die Synchronisation 100 stellt
zusammengesetzte Synchronisationsimpulse und Bilderkennungs-Rechteck-Wellen-Signale zur
Verfügung.
Die zusammengesetzten Synchronisationsimpulse werden an einen Phasenregelkreis
(PLL-Schaltkreis) 110 angelegt. Die Phasensteuerung ("Phaseneinstellung") von PLL 110, die
das Potentiometer VR6 verwendet, ist so
eingestellt, dass der Horizontalfrequenz-Ausgangsimpuls an dem erforderlichen
Startpunkt des Karos, normalerweise 2 μs vor dem Start des horizontalen
Austastens (7a), startet. Das Ausgangssignal
von PLL 110 wird verwendet, um die Horizontalfrequenz-Komponente
fH sowohl des Karo-Signals als auch des
vertikalen Modifikationssignals abzuleiten. Das Burst-Gate-Ausgangssignal
der Trenneinrichtung für die
Synchronisation 100 wird durch den Inverter U5, der einen
Klemm-Impuls für
den Klemm-Verstärker A1
(Bauteil Nr. EL2090) zur Verfügung
stellt, umgekehrt.
-
Der
Bilderkennungs-Rechteckwellen-Ausgang ("Bildimpuls") der Trenneinrichtung für Synchronisation 100 wird
an eine monostabile Kippschaltung OS1 angelegt, um einen Bilderkennungsimpuls von
etwa 1 μs
Dauer zu erhalten. Das monostabile Ausgangssignal fv wird
verwendet, um die Vertikalfrequenz-Komponente sowohl der Karo-Signale
als auch der Signale der vertikalen Modifikation abzuleiten. Die
Horizontalfrequenz-Phasenregelkreis-Komponente fH von
PLL 110 wird an die Takt-Eingangsklemme eines Speicheradressenzählers 114 angelegt.
Das monostabile Bildfrequenz-(Vertikalfrequenz-)Ausgangssignal fv wird an die Rückstell-Eingangsklemme RS des
Zählers 114 angelegt.
Die Ausgangssignale des Speicheradressenzählers 114 werden an
den Speicher 116, normalerweise ein EPROM, angelegt, der
so programmiert ist, dass eine seiner Datenleitungs-Ausgangsklemmen
ein Karo-Impuls-Freigabesignal (CPE) zur Verfügung stellt, das während des
Anteils der Bildperiode, in der das Karo-Signal vorhanden sein muss,
einen hohen Pegel aufweist. Eine zweite EPROM-Datenleitungs-Ausgangsklemme liefert
ein Signal zur Erkennung des Gebietsendes (EFI), das einen hohen
Pegel während
der Zeit aufweist, in der die Zeilen an dem Ende jedes Gebietes
vertikale Modifikationssignale aufzuweisen haben.
-
Die
Horizontalfrequenz-Phasenregelkreis-Komponente fH wird
ebenfalls an eine monostabile Kippschaltung OS2 angelegt, die einen
Zeilen-Ende-Impuls (ELP) mit der erforderlichen Dauer der Karo-Impulse,
normalerweise 2 μs,
erzeugt (siehe 7a).
-
Das
Horizontalfrequenz-Phasenregelkreis-Ausgangssignal fH wird
ebenfalls an einer anderen monostabilen Kippschaltung OS3 angelegt,
die einen Ausgangsimpuls von etwa 13 μs Dauer zur Verfügung stellt.
Der Ausgang der monostabilen Kippschaltung OS3 löst eine andere monostabile Kippschaltung
OS4 mit einem Ausgangsimpuls VJP von etwa 52 μs Dauer aus. Das Takten und
die Dauer des Impulses VJP definieren die Position des Freigabesignals
für die
vertikale Modifikation innerhalb der Zeilenzeit, d.h. der Impuls
VJP ist während
des gewünschten
Teils der aktiven, horizontalen Zeilenperiode von Bedeutung.
-
Die
vier Signale ELP, VJP, CPE und EFI erzeugen die erforderlichen Steuersignale
für die
Signal-Wählschalter 104-1,
..., 104-4 (siehe 6b). Der
Zeilen-Ende-Impuls
ELP wird an eine Teilerschaltung 122 angelegt, um die gewünschte Frequenz
zur Bestimmung der Karo-Frequenz abzuleiten. Je höher diese
Frequenz ist, desto größer ist
die Anzahl der dunkel-hell-dunkel-Karoübergänge pro Bildhöhe. Diese
Frequenz kann innerhalb eines weiten Bereiches gewählt werden.
Ein Teilerverhältnis von
52 (n = 52) liefert ein nützliches
Ergebnis. Das Ausgangssignal des Teilers 122 wird direkt
an eine Eingangsklemme des 3-Eingangs-UND-Gatters U4 angelegt. Ein
umgekehrtes Ausgangssignal des Teilers 122 wird an der
entsprechenden Eingangsklemme des zweiten 3-Eingangs-UND-Gatters U5 angelegt.
Der Ausgangsanteil des Teilers 122 kann eine Wobbeloszillator-Schaltung
sein, die aus einem Paar von IC's
(integrierten Schaltungen) NE566 besteht. Eine NE566 wird auf einen
Nennwert von 300 Hz eingestellt und die andere auf 1 Hz. Der Ausgang
der 1-Hz-NE566 wird dem Frequenzsteuerungs-Eingang der 300-Hz-NES66
zugeführt.
Beide 3-Eingangs-UND-Gatter U4, U5 haben an ihren beiden anderen
Eingangsklemmen die Karo-Impulsfreigabe-Signale (CPE) und die Zeilen-Impuls-Signale (ELP) anliegen.
Das Ergebnis ist ein Karo-Steuersignal
mit hohem Pegel (HVJ) an der Ausgangsklemme des 3-Eingangs-UND-Gatters
U4 und ein Karo-Steuerungssignal mit niedrigem Pegel (LVJ) an dem
Ausgang des 3-Eingangs-UND-Gatters U5.
-
Eine ähnliche
Anordnung erzeugt die erforderlichen Signale für die Steuersignale der vertikalen Modifikation.
Ein Oszillator (wie zum Beispiel das im Handel erhältliche
Bauteil Nummer NE555 oder NE566) ist ausgestaltet, um bei niedrigen
Frequenzen, normalerweise zwischen Gleichstrom und 10 Hz, zu arbeiten.
Der Oszillator 126 kann auf einen hohen logischen Ausgangspegel
eingestellt sein. Gleichermaßen
kann der Gleichstrom- bis 10 Hz-Signalausgang über einen Bereich von Frequenzen
gewobbelt werden, um eine Störung
hervorzurufen, wie es bei vielen Fernsehgeräten während der Wiedergabe einer
illegalen Kopie möglich
ist. Das kann, wie vorher beschrieben, mit einem Paar von integrierten Schaltungen
NE566 durchgeführt
werden. Das Ausgangssignal des Oszillators 126 wird an
einen Eingang eines 3-Eingangs-UND-Gatters U2 angelegt. Ein umgekehrtes
Ausgangssignal des Oszillators 126 wird an die entsprechende
Eingangsklemme eines zweiten 3-Eingangs-UND-Gatters U3 angelegt. Jedes Fernsehgerät kann bei
eindeutigen Frequenzen, die die Frequenzen des Oszillators 126 periodisch
ablenken, "in Resonanz
sein" oder eine
stärkere
Bildinstabilität
aufweisen. Das sichert ein umfassendes Einschließen von verschiedenen Fernsehgeräten. Die
vertikalen Jitter-Positions-Signale (VJP) und die Erkennungssignale
für das
Gebietsende (EFI) (wobei das Signal EFI durch einen Flimmergenerator 130 modifiziert
und mit EFI' bezeichnet
ist) werden an die anderen beiden Eingangsklemmen der 3-Eingangs-UND-Gatter
U2, U3 angelegt. Das Ergebnis ist ein vertikales Jitter-Steuersignal mit
hohem Pegel (EFC H) an der Ausgangsklemme des 3-Eingangs-UND-Gatters
U2 und ein vertikales Jitter-Steuersignal mit niedrigem Pegel (EFCL)
am Ausgang des 3-Eingangs-UND-Gatters U3.
-
Es
ist so zu verstehen, dass bei geeigneten Modifikationen die vorher
beschriebene Vorrichtung die addierten horizontalen oder vertikalen
Modifikationen nach den normalen horizontalen oder vertikalen Synchronisationssignalen
erzeugt, z.B. für
die addierten vertikalen Modifikationen an den Zeilen 22–24 eines
NTSC-Fernsehsignals, um einen Videorücksprung zu bewirken.
-
Die
Schaltung von 6b erzeugt in Verbindung mit
der Flimmergenerator-Schaltung 130 über EFI' Mehrfachmuster von Modifikationssignalen.
-
6b zeigt
den Gebiets- oder Bild-"Flimmermerkmals"-Generator 130, der in bestimmten Ausführungen
der Erfindung für
das Modifizieren der horizontalen und vertikalen Modifikationen
verwendet wird.
-
Durch
dieses Flimmermerkmal wird folgendes erreicht:
- 1)
Ein Wechsel der "Polarität", d.h. ein Umkehren der
Grau-Schwarz-Rechtecke bei einem speziellen Vielfachen der Gebietsfrequenz.
Das bewirkt zum Beispiel, dass das abgeschwächte Video von einer nicht
autorisierten Kopie zwischen die Karo-Verlagerung gelangt und die
Betrachtbarkeit der Kopie weiter verschlechtert.
- 2) Ein Gebiet-zu-Gebiet-Wechsel der Position der Gebietsende-Impulse
(vertikale Modifikation) bewirkt, dass die autorisierte Kopie auf
einem Fernsehgerät
eine aufwärts/abwärts flimmernde
Unschärfe
wiedergibt, weil jedes Gebiet eine unterschiedlich getaktete Position
des pseudo-vertikalen Synchronisationsimpulses aufweist. Das wird zum
Beispiel erreicht wenn:
der EFI-Impuls an den Zeilen 255–257 einen
hohen Pegel aufweist, und
der EFI1-Impuls an den Zeilen 258–260 einen
hohen Pegel aufweist, und
der EFI2-Impuls an den Zeilen 261–262 und
1 einen hohen Pegel aufweist, und
der EFI3-Impuls an den Zeilen
21–23
einen hohen Pegel aufweist.
-
8 zeigt
die Schaltung des Flimmergenerators 130 von 6b.
Es wird gezeigt, dass diese vier Impulse über einen Multiplexer U10 (d.h.
einen CD4052) bei Gebietsfrequenz durch den EPROM U8 (Bauteil Nummer
27C16 oder 2716) mehrfach genutzt werden. Als ein Ergebnis treten
die pseudo-vertikalen Synchronisationsimpulse je nach dem Gebiet an
unterschiedlicher Position auf. In einem einfachen Beispiel sind
EFI, EFI1, EFI2, EFI3 einmal pro Gebiet abgestuft. Im Ergebnis dessen
tritt während
der Wiedergabe einer nicht autorisierten Kopie der pseudo-vertikale
Synchronisationsimpuls an den Zeilen 256 oder 259 oder 262 oder
22 in aufeinanderfolgenden Gebieten oder Bildern auf. Dadurch flimmert
das Bild wegen der Neupositionierung des vertikalen Synchronisationsimpulses
mit Gebietsfrequenz in dem Fernsehgerät oder Videokassettenrecorder. EPROM
U8 sichert die Flexibilität,
wenn die verschiedenen Feldende-Impulse als Funktion der Zeit zu
Positionieren sind.
-
8 zeigt
weiterhin, wie das Schwarz-Grau-Karo-Muster der Rechtecke bei einem
speziellen Vielfachen der Gebietsfrequenz umgekehrt wird. Die vertikalen
Synchronisationsimpulse takten den 8-Bit-Zähler U7 (teilen durch 256,
Bauteil Nummer 74HC393). Die Ausgänge des Zählers U7 treiben die Adressenleitungen
des EPROM U8. Das Daten-Ausgangssignal D0 von dem EPROM U8 geht auf
den hohen Pegel, um das Karo-Muster über die Schalter SW1K, SW2K
umzukehren. Die Flexibilität des
Signals D0 von dem EPROM U8 ermöglicht, dass
die Umkehrbefehle an dem Karo-Muster pseudozufällig oder periodisch auftreten
und gestattet auch unterschiedliche Flimmerfrequenzen (d.h. alle
2 Gebiete oder alle 5 Gebiete usw.). Die EPROM U8 Datenleitungen
D1 und D2 treiben
auch den Multiplexer-Schalter
U10 (Bauteil Nummer CD4052), wodurch die Flexibilität zur Erzeugung
des Ausgangssignals EFI' ebenfalls
erhöht
wird.
-
In 6b sind
die Gebiets-Ende- und die Zeilen-Ende-Impulse geschaltet, um den Video-Treiber-Widerstand
R0 zu übersteuern.
Wenn diese Schalter nicht einen ausreichend niedrigen "EIN"-Widerstand haben,
wird das Video von der Eingabe-Programmquelle immer am Dach der
Feldende- oder Zeilenende-Impulse überlagern. Ein typischer, analoger
Einschaltwiderstand beträgt
etwa 100 Ohm. Der typische Widerstand R0 beträgt etwa
1000 Ohm. Bei diesen Werten überlagern
10% des Videos an den Zeilenende- und Gebietsende-Impulsen. Wenn das
Video zur Weiß-Spitze
geht, haben die Gebietsende- und Zeilenende-Impulse ein Minimum
von etwa 10% der Weiß-Spitze
(100 IRE) oder 10 IRE und diese addierten Impulse werden somit nutzlos gemacht.
-
Um
diese möglichen
Mängel
zu überwinden, sind
in einer anderen Ausführung
die addierten Impulse addiert und dann über mehrpolige Schalter eingeschaltet,
die dann zur gleichen Zeit die Videoquelle ausschalten.
-
Wie
in 9 gezeigt ist, werden die Hoch- und Niedrigpegel-Zustände des
Gebietsendes durch das UND-Gatter
U23 erzeugt, mit einem Eingang vom Oszillator U22 (ein 0,1 Hz bis
10 Hz-Oszillator) und den Eingangssignalen VJP und EFI. Der Schalter
SW103 schaltet zwischen den Hoch- und Niedrigpegel-Zuständen, gesteuert
durch regelbare Widerstände
RB bzw. RA. Die
Verstärker
A10A, A10B sind Puffer-Verstärker
mit dem Verstärkungsfaktor
Eins. Um sich gegen die Nebeneffekte der Niedrigpegel-Zustände der
EOF- und der Karo-Impulse zu sichern, ist der Schalter SW103A zwischen
dem Schalter SW103 und dem Verstärker
A100 geschaltet und der Schalter SW102A ist zwischen dem Schalter SW102
und dem Verstärker
A101 geschaltet. Gatter U23A "und" gattert den Schalter
SW103A, um auf allen Leitungen, außer den EOF-Leitungspositionen, zu
erden. Gleichermaßen
gattert das Gatter U21A den Schalter SW102A, um über die gesamte Zeit zu erden,
außer
wenn die Karo-Impulse eingeschaltet sind. Ansonsten sind die Schalter
SW103A und SW102A für
die EOF- und die Karo-Impulse der Schalter SW103 bzw. SW102 durchlässig. Der
Ausgang des Schalters SW103 wird durch den Verstärker mit dem Verstärkungsfaktor
Eins A100 gepuffert und in einem Summierverstärker A102 summiert.
-
Gleichermaßen nimmt
der Schalter SW102 die Hoch- und Niedrigpegel-Zustände des
Zeilenendes über
das Signal ELP, den Zähler
U20 (ein Zähler, der
durch n teilt) und das Signal CPE auf.
-
Die
regelbaren Widerstände
RC und RD liefern
die Einstellung für
die Hoch- bzw. Niedrigpegel-Zeilenende-Impulse. Der Verstärker A101 puffert den Schalter
SW102 über
den Widerstand R2 in den Summierverstärker A102. Der Verstärker A102
speist den Summierverstärker
A103. Der Nach-Pseudo-Synchronisationsimpuls (PPS) wird ebenfalls
in dem Summierverstärker
A103 summiert. Der Ausgang des Summierverstärkers A103 ist dann: Zeilenende-Impulse,
Gebietsende-Impulse und Nach-Pseudo-Synchronisationsimpuls (PPS).
Der Schalter SW101 schaltet während
ihrer übereinstimmenden
Zeiten alle diese Impulse über
das ODER-Gatter U10 und den Inverter U11 und schaltet zu allen anderen
Zeiten das Video ein. Der Verstärker A104
puffert den Ausgang des Verstärkers
SW101 und liefert einen Videoausgang "Video out", der das Video mit den addierten Impulsen
enthält.
Der Schalter SW104A führt über das
UND-Gatter U104B eine Voraustastung zu Video von der Synchronisationsverengungsschaltung
zu einem Spannungspegel VBLNK (d.h. 0 IRE) für die letzten aktiven 9 Zeilen
jedes Fernsehgebietes aus. Das Gatter U104B hat den EPROM-Datenausgang
EFO (der während
der letzten 9 Zeilen des Fernsehgebietes einen hohen Pegel annimmt)
und VJP (aktiver horizontaler Zeilenimpuls) an seinen Eingängen.
-
Eine
Positions-Modulationsquelle für
den PPS wird durch die Spannungsquelle Vgen gesteuert. Die Quelle
Vgen speist den Widerstand R20 mit einem umgekehrten Burst-Gatter-Impuls in
den Widerstand R10 und den Kondensator C2, um eine variable Verzögerung in
dem monostabilen U20 zu erzeugen. Der monostabile U20 ist auf etwa
1,5 μs der variablen
Position nach dem Burst des Eingangsvideos eingestellt und wird
während
des vertikalen Austastintervalls durch das Signal CPE und das NICHT-UND-Gatter
U21B ausgeblendet. Der Widerstand R6 bestimmt die Amplitude des
PPS. Der Widerstand R6 ist normalerweise auf –10 IRE bis –20 IRE
eingestellt. Der andere Eingang (U22A) des NICHT-UND-Gatters U21
ist normalerweise auf hohem Pegel, um für alle PPS eine Impuls-Positions-Synchronisation mit
einer konstanten Amplitude zu bilden. Wenn U22A pulst (d.h. 300
Hz), wird das PPS-Signal ebenfalls ein- und ausgeschaltet (bei 300 Hz).
Somit kann der PPS ein Positionsmodulierter Impuls sein und ein
Impulsamplitudenmodulierter Synchronisationsimpuls, der dem Burst
folgt.
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Eine
Schaltung für
die Verengung des Synchronisationsimpulses und ein Verfahren für die Verbesserung
des Kopierschutzes von Videosignalen wird für sich allein oder in Kaskadenschaltung
mit irgendeiner der vorher beschriebenen Modifikationstechniken
verwendet (wie es in 6a, Block 96 gezeigt
wird). Der Grund für
das Verengen der Videosignal-Synchronisationsimpulse (hauptsächlich der horizontalen
Synchronisationsimpulse) ist der, dass bei der Herstellung einer
illegalen Kopie das abgeschwächte
Video mit verminderter Synchronisationsimpulsbreite (-dauer) ein
Wiedergabeproblem beim Betrachten an einem Fernsehgerät hervorruft.
Das ist so, weil die meisten Synchronisations-Trenneinrichtungen
von Fernsehgeräten
eine Synchronisationsspitzen-Gleichstrom-Rückstellung
einschließen.
Weil diese Synchronisations-Trenneinrichtungen
von Fernsehgeräten
normalerweise durch mittlere Impedanzen gesteuert werden, werden
die Synchronisationsimpulse teilweise abgeschnitten. Bei Verengung der
Synchronisationsimpulse werden die Synchronisationsimpulse sogar
noch weiter beschnitten. Wenn eine nicht autorisierte Kopie des
Videosignals hergestellt wird, insbesondere mit dem vorher beschriebenen
Karo- und/oder Gebietsende-Modifikationssignal, weist die Kopie
ein Video mit verminderter Amplitude mit verminderter Synchronisationsimpulsbreite auf.
Als ein Ergebnis sieht die Trenneinrichtung für die Synchronisation des Fernsehgerätes einen
ernsthaften Verlust in der Synchronisation, wegen des eigenen Beschneidens
der verengten Synchronisationsbreite und der Abschwächung des
Videos selbst. Somit "extrahiert" die Synchronisations-Trenneinrichtung
der Fernsehgeräte
die Synchronisation nicht ordnungsgemäß und das bewirkt, dass das
Fernsehbild schlechter betrachtbar ist, weil die horizontalen und/oder
vertikalen Modifikationseffekte noch mehr verstärkt sind.
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10 zeigt
eine typische, dem Stand der Technik entsprechende Synchronisations-Trenneinrichtung,
wie sie in vielen Fernsehgeräten
verwendet wird. Diese Schaltung ist in Funktion, wenn das umgekehrte
Video der Basis des Transistors Q1 über einen Kopplungskondensator
C zugeführt
wird. Die Synchronisations-Spitzen des Videosignals laden den Kondensator
C gerade so weit auf, dass nur die echte Spitze der Synchronisationsimpulse
den Transistor einschalten kann. Der Widerstand Rb verleiht dem
Transistor eine Vorspannung, so dass die Spitzen der Synchronisation "zerteilt" werden. Die Spannung
Vc durch den Kondensator ist auf den Widerstand
R0, dem Steuerwiderstand des Videos bezogen.
Je größer der
Widerstand R0, desto stärker ist der Betrag der Synchronisations-Beschneidung
bei Vb zu sehen. Wenn der Widerstand R0 zu groß ist,
beginnt der Transistor Q1 das Beschneiden der Synchronisation in
der Video-Region (Austastpegel-Region), weil der Wert von Vc nicht der Aufladung auf einen Durchschnittspegel
entspricht, der ein Abschalten des Transistors genau unter dem Synchronisations-Spitzenpegel
des umgekehrten Videos zulässt.
-
Ein
unzureichendes Aufladen des Kondensators C gestattet das Einschalten
des Transistors Q1 selbst dann, wenn der Austastpegel ankommt. Die
Basis-Emitter-Impedanz des Transistors Q1 ist auf niedrigen Pegel,
wenn der Transistor Q1 eingeschaltet ist. (Das bewirkt eine Abschwächung der
ins Positive gehenden Synchronisationsimpulse). Da der Aufladekondensator
C eine Funktion der Breite der Synchronisationsimpulse ist, bewirkt
ein Verengen der Synchronisationsimpulse, dass die Synchronisations-Trenneinrichtung
einen Teil des verengten Synchronisationsimpulses abschneidet, der
breiter ist als die normale Synchronisationsimpulsbreite. Das entspricht
dem Zerteilen der Synchronisation an einem Punkt, der dem Videosignal
(d.h. dem Video-Austastpegel) näher
liegt. Bei normalen Videopegeln ruft ein verengter Synchronisationsimpuls
keine Abspielbarkeitsprobleme auf einem Videokassettenrecorder oder
einem Fernsehgerät
hervor. Wenn jedoch ein verengter Synchronisationsimpuls auf einer
illegalen Kopie einer kopiergeschützten Kassette aufgezeichnet
wird, wird das Videosignal abgeschwächt. Diese Abschwächung mit
der verengten Synchronisation bewirkt, dass das Fernsehgerät (während des
Betrachtens der Wiedergabe) die Synchronisationsimpulse nicht zuverlässig extrahiert
und stattdessen Teile des Videosignals, d.h. des Austastpegels,
aus dem synchronen zustand herausbringt.
-
Das
wahlweise Verengen bestimmter horizontaler Synchronisationsimpulse,
um auf eine Impulsbreite von Null zu kommen (auf weniger als 600 ns
Dauer), so dass der Filter in einer Synchronisations-Trenneinrichtung
eines Fernsehgerätes
oder Videokassettenrecorders nicht anspricht, oder dass der Kopplungskondensator
der Synchronisations-Trenneinrichtung vernachlässigbar gering aufladet, ist
dem Zustand äquivalent,
dass sich in diesem Bereich kein Synchronisationsimpuls befindet.
Diese ausgewählten,
verengten, horizontalen Synchronisationsimpulse nahe dem Gebietsende
können
eine solche Situation erzeugen, dass die Synchronisations-Trenneinrichtung
während
der Wiedergabe eine ausgetastete Videozeile als einen neuen (falschen)
vertikalen Impuls zerteilt. Bei einem Videosignal von einer illegalen
Kopie mit gedämpften
Video, das dem Fernsehgerät
zugeleitet wird, bewirkt dann diese Situation, dass der Videokassettenrecorder
oder das Fernsehgerät
zwei vertikale Impulse in einem Gebiet sieht, was zu einem vertikalen
Wackeln (einer vertikalen Bildunschärfe) führen kann.
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In
einer Ausführung
werden die Pulsationsfrequenzen (Modulationsfrequenzen) der Videozeilen
am Gebietsende (diese Zeilen am Gebietsende mit einer Amplitude
von 0 IRE bis zumindest 10 IRE haben verengte, horizontale Synchronisationsimpulse)
von etwa 1 Hz bis 15 Hz gewobbelt. Das kann vorteilhafterweise den
gewünschten
Effekt in einer weiten Vielfalt von Fernsehgeräten bewirken.
-
11a zeigt eine Videosignal-Wellenform (Vin). Diese
Wellenform ist in die Schaltung der Synchronisations-Trenneinrichtung
des Fernsehgerätes invertiert
enthalten und mit dem Widerstand R0 von 10 gekoppelt
(wobei R0 etwa 0 ist). 11b zeigt den Effekt des Kopplungskondensators
und des Widerstandes Rb. Es ist zu bemerken,
dass bei Vb das Videosignal bis zum Synchronisationsspitzen-Pegel
hochläuft.
(Das ist ein Ergebnis der RC-Zeitkonstanten (Widerstands-Kapazitäts-Zeitkonstanten)
des Widerstandes Rb und des Kondensators C, da Rb >> Ra).
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11c zeigt verengte, horizontale Synchronisationsimpulse.
Die Aktion des Widerstandes R0 (wobei R0 hier der mittlere Widerstand ist, d.h.
200 bis 1500 Ohm), des Kondensators C, des Widerstandes Rb und des
Transistors Q1 bewirkt die Beschneide-Aktion der verengten Synchronisationsspitze. Weil
die Synchronisationsbreiten verengter sind, wird der Kondensator
C nicht ausreichend aufgeladen und bewirkt ein noch intensiveres
Beschneiden. Es wird daran erinnert, dass das Aufladen des Kondensators
C sowohl auf die Amplitude des Synchronisationsimpulses und auf
seine Breite bezogen ist, d.h. Vc ist proportional der Synchronisations-Impulsbreite multipliziert
mit der Synchronisations-Amplitude.
Je geringer die Spannung Vc ist, desto intensiver ist die Beschneidungs-Aktion
der Synchronisation. 11d zeigt
dieses Ergebnis an dem Punkt Vb in 10.
-
11e zeigt ein abgeschwächtes Videoquellen-Signal von
einer illegalen Kopie mit verengten Synchronisationsimpulsen, wobei "A" die Anwesenheit der Karo-Impulse anzeigt.
Die Synchronisations-Trenneinrichtung reagiert darauf mit dem kompletten
Beschneiden der Synchronisationsimpulse, und als ein Ergebnis werden
Teile des Videos zu dem Zeilen-Ende hin als neue Synchronisationsimpulse interpretiert. 11f zeigt das. Der Transistor Q1 der Synchronisations-Trenneinrichtung
(des Inverters) schaltet sich während
des Beschneidungsbereiches des Videos ein.
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11g zeigt, dass die abgeschnittenen Teile des
Videos die vordere Kante der Synchronisation instabil machen. Diese
Instabilität
der vorderen Kante der Synchronisations-Trenneinrichtung bewirkt, dass
das Fernsehgerät
ein instabiles Bild anzeigt (d.h. das Bild vibriert von Seite zu
Seite). Wie durch die Pfeile angezeigt wird, werden die sich ergebenden
instabilen, horizontalen Synchronisationsimpulse durch Synchronisationsverengung
oder durch Karo-Impulse erzeugt.
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11h zeigt, welchen Ausgang die Synchronisations-Trenneinrichtung
des Fernsehgerätes bezogen
auf 11d haben würde, die ein Vollpegel-Fernsehsignal
mit verengter Synchronisation darstellt. Somit bringt das Signal
von 11d keine Abspielbarkeitsprobleme
für ein
Fernsehgerät
mit sich. Nur wenn das Signal von 11d zu
einem Kopierschutzsignal addiert wird und es wird eine illegale
Kopie hergestellt, werden die Abspielbarkeitsprobleme auf dem Fernsehgerät augenscheinlich,
weil die illegale Kopie ein abgeschwächtes Signal bewirkt.
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11i zeigt für
ein vollständig
abgeschwächtes
Fernseh-Signal, dass, wenn die ausgewählten Zeilen nahe dem Ende
eines Videofeldes oder hinter den vertikalen Synchronisationsimpulsen (d.h.
NTSC-Zeilen 256 bis 259, Zeilen 10 bis 12) mit variierender Amplitude
verengt sind (d.h. von etwa dem Austastpegel auf etwa 10 bis 100
IRE geschaltet sind), der Transistor Q1 der Synchronisations-Trenneinrichtung
mit dem Hochlaufen beginnt, um in dem Bildbereich, d.h. "ZZ" von 11j, zu beschneiden. Das bewirkt einen breiteren
Impuls in dem "ZZ"-Bereich, der jedoch
nicht breit genug ist, um einen vertikalen Synchronisationsimpuls
zu erzeugen.
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11k zeigt den Ausgang der Synchronisations-Trenneinrichtung
der Wellenform von 11j. Wenn diese Wellenform von
Kopierschutzsignalen begleitet ist, stellt die illegale Kopie der
Synchronisations-Trenneinrichtung des Fernsehgerätes ein abgeschwächtes Signal,
wie in 11l, zur Verfügung. 11l ist wegen des illegalen Kopierens mit verengten
Synchronisierungen, die das Ende der Gebietszeilen begleiten, ein
abgeschwächtes
Fernsehsignal.
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11m zeigt die Hochlaufaktion an dem Punkt Vb über den
Widerstand Rb und den Kondensator C. Der entsprechende Ausgang der
Synchronisations-Trenneinrichtung
zeigt bei "y" einen neuen (falschen), breiten
(vertikalen Synchronisations-)Impuls. Dieser neue pseudo-vertikale
Synchronisationsimpuls wurde erzeugt, wenn die verengten, horizontalen
Synchronisationsimpulse am Ende der Gebietszeilen sich auf dem Austastpegel
befinden. Wenn die verengten, horizontalen Synchronisationsimpulse
von 10 bis 100 IRE begleitet sind, gibt die Synchronisationseinrichtung
des Fernsehgerätes
nur Horizontalfrequenz-Synchronisationsimpulse aus und keine neue
breiten Impulse. Das ist darauf zurückzuführen, dass die Synchronisations-Trenneinrichtung
die Pegel von 10 bis 100 IRE vollständig ignoriert. Durch das Ein-
und Ausschalten der Austastsignale und von Signalen größer als
10 IRE sieht die Synchronisations-Trenneinrichtung eine normale, vertikale
Synchronisation, manchmal gefolgt durch einen falschen frühen oder
späten,
vertikalen Synchronisationsimpuls. Diese falschen frühen oder
späten
vertikalen Impulse bewirken dann, dass das Fernsehgerät nach oben
und nach unten "wackelt", wenn eine illegale
Kopie wiedergegeben wird.
-
In
einigen Fällen
kann man zur Erreichung desselben Effektes, wie er vorher beschrieben
wurde, folgendes tun:
Die engen, ausgewählten Synchronisationsimpulse auf
Null bringen, d.h. die horizontalen Synchronisationsimpulse eliminieren,
damit die Synchronisations-Trenneinrichtung des Fernsehgerätes falsche, vertikale
Synchronisationsimpulse erzeugt.
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Neupositionierung
einiger weniger Synchronisationsimpulse mit Perioden größer als
63,5 μs,
um zu bewirken, dass die Synchronisations-Trenneinrichtung falsch
funktioniert und einen neuen, falschen, vertikalen Synchronisationsimpuls
erzeugt. Das bewirkt ein Hochlaufen einiger Synchronisations-Trenneinrichtungen,
um falsche, vertikale Impulse zu erzeugen.
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11o zeigt ein Videosignal, das frei von falschen,
vertikalen Synchronisationsimpulsen ist, weil ein Videosignal, das
sich über
dem Austastpegel befindet, d.h. größer als etwa 10 IRE-Einheiten,
im Gebiet der verengten Impulse vorliegt. Somit erzeugt, wenn der
Pegel des Videosignals bezüglich des
Austastpegels hoch genug ist, die Anwesenheit von verengten, horizontalen
Synchronisationsimpulsen, keinen falschen, vertikalen Synchronisationsimpuls.
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Wie
in der Verengungsschaltung für
den Synchronisationsimpuls von 12a dargestellt, wird
das Video-Eingangssignal
(das möglicherweise bereits
die Basis-Kopierschutzimpulse
trägt)
der Klemme 160 zugeführt,
von wo es der Synchronisations-Trenneinrichtung 162 und
auch der Addiereinrichtung 164 zugeleitet wird. Die Synchronisations-Trenneinrichtung
gibt getrennte horizontale Synchronisationssignale (H sync) und
vertikale Synchronisationssignale zu dem Zeilen-Auswahl-Gatter 166, das
zum Beispiel für
die Zeilen 10 bis 250 jedes Videogebietes die Auswahl trifft. Die
getrennten horizontalen Synchronisationsimpulse werden auch einer monostabilen
Kippschaltung OS10 zugeleitet, die in Reaktion darauf ein Signal
von etwa 2 μs
Dauer zu dem UND-Gatter U12 ausgibt, dessen anderer Eingang ein
Zeilen-Auswahl-Signal ist, das die ausgewählten Zeilen 10 bis 250 vom
Gatter 166 angibt. In Reaktion darauf gibt das UND-Gatter
U12 ein Signal aus, das einen Teil des horizontalen Synchronisationssignals
auf jeder dieser Zeilen 10 bis 250 ist, das durch den Verstärker 174 maßstabsgerecht
verändert
ist. Der Ausgang des Maßstabs-Verstärkers 174 wird
an der Addiereinrichtung 164 zurück in das Original-Videosignal
summiert, deren Ausgang der Video-Ausgangsklemme 180 zugeführt wird.
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12b zeigt eine Darstellung der Wellenform am Punkt
Q von 12a (das bekannte horizontale
Synchronisationssignal mit Farbsynchronsignal) und das Signal bei
R, das den Ausgang des Maßstabs-Verstärkers 174 darstellt.
Das summierte Ergebnis von Q und R ("Video-Ausgang" im unteren Teil von 12b) ist an der Video-Ausgangsklemme 180 vorhanden
und stellt einen verkürzten
horizontalen Synchronisationsimpuls mit Farbsynchronsignal dar.
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Eine
andere Schaltung für
die Durchführung der
Synchronisationsverengung mit ausgeweiteter Farbsynchronsignal-Hüllkurve
wird nachfolgend beschrieben (das ausgeweitete Synchronsignal ist
erforderlich, um die Farbsperre für die Fernsehgeräte zu sichern,
wenn verengte, horizontale Synchronisationssignale ein Farb-Sperr-Problem hervorrufen). Die 13a und 13b zeigen
eine Schaltung für das
Einführen
verengter, horizontaler Synchronisationsimpulse in das ganze aktive
Videogebiet. Innerhalb dieses aktiven Gebietes bestimmt ein EPROM-Datenausgang,
welche Zeilen darüber
hinaus verengt werden. So kann es zum Beispiel dieser EPROM- Ausgang (EPD1) ermöglichen,
dass die Zeilen 20 bis 250 eine ersetzte Synchronisationsimpulsbreite
von 3,7 μs
auf weisen, während
die Zeilen 251 bis 262 eine ersetzte Synchronisationsimpulsbreite von
2,0 μs haben.
Andere Kombinationen sind je nach Programmierung von EDP1 in dem
EPROM U9 möglich.
Ein anderer Ausgang von dem EPROM U9 kann auch eine Synchronisations-Unterdrückung in den
Zeilen (d.h. Zeilen 255 und/oder 257), oder in ähnlicher Weise, vor der Position
der EOF-Impulse bewirken (das erfolgt über das UND-Gatter U10 und EPD2
von dem EPROM U9). Die neupositionierte, horizontale, verengte Synchronisation
ist auch nach der Ausführung
der Synchronisations-Unterdrückung im
normalen horizontalen Austastintervall (HBI) möglich.
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Das
Eingangs-Video trägt
alle Kombinationen von: Basis-Kopierschutzprozess,
Gebietsende-Impulse und Karo-Prozess oder ein normales Video vom
Typ RS170 wird durch den Videoverstärker A1 auf OV (gleich dem
Austastpegel) gleichspannungs-synchron neu gespeichert. Der Verstärker A1 gibt
seinen Ausgang in die Synchronisations-Trenneinrichtungsschaltung U2, welche
wiederum einen zusammengesetzten Synchronisationsimpuls und einen
vertikalen Synchronisationsimpuls zwischen 1 μs und 20 μs ausgibt. Um ein Burst-Gatter
zum Sperren des Bursts des Eingangs-Videos in der Schaltung 2015 zu
erzeugen, muss darauf geachtet werden, dass kein Burst-Gatter-Impuls
erzeugt wird, wenn Pseudo-Synchronisationsimpulse vorhanden sind (d.h.
wenn das Eingangs-Video den Basis-Kopierschutzprozess aufweist). Somit
verwendet die monostabile Kippschaltung U3 die zusammengesetzte (und
die Pseudo-)Synchronisation und löst einmalig einen nicht neu-triggerbaren
Impuls von etwa 45 μs aus,
der lang genug ist, das Kompensieren und die vertikalen 2H-Impulse
in dem vertikalen Austastintervall und ebenfalls die Pseudo-Synchronisationsimpulse
zu ignorieren, die vorhanden sein können (normalerweise in den
ersten 32 μs
der Fernsehzeilen 10 bis 20). Die monostabile Kippschaltung U10
verzögert
die vordere Kante der Eingangs-Video-Synchronisation um 5 μs und löst die monostabile
Kippschaltung U11 aus, wobei eine Auslösung von 2 μs mit dem Farbsynchronsignal
des Eingangs-Videos zusammenfällt.
-
Der
Verstärker
A1 treibt einen Farbintensitäts-Bandpaßfilter-Verstärker A91
für die
Eingabe in die Burst-Phasenvergleichs-Schleifen-Schaltung 2105.
Der Ausgang der PLL-Schaltung 2105 ist nun ein kontinuierlicher
Wellen-Hilfsträger,
phasenverriegelt mit dem Farbsynchronsignal des Eingangs-Videos.
Die PLL-Schaltung 2011 stellt die neu-erzeugte Hilfsträger-Phase
so ein, dass sie am Ausgang des Verstärkers A5 korrekt ist. Der Bild-Synchronisationsimpuls
von der Synchronisations-Trenneinrichtung U2
stellt den Adressen-Zähler
U8 für
den EPROM U9 zurück.
Der Zähler
U8 wird durch den Verstärker
A3 um einen Horizontalfrequenz-Impuls vorgestellt. Der EPROM U9
gibt in jede Datenleitung aus, die in dem aktiven Gebiet spezielle
Fernseh-Zeilen mit hohem oder niedrigem Pegel aufweist.
-
Einer
der Vorteile der Schaltung der 13a und 13b ist, dass die neu-erzeugte, verengte Synchronisation überall in
dem horizontalen Austastintervall (HBI) angeordnet werden kann.
Das wird insbesondere dann vorteilhaft, wenn die neu-verengte Synchronisation
1 μs vor
der horizontalen Synchronisation des Eingangs-Videos beginnen kann. Mit
einer Voreilung von 1 μs
in dem neu-verengten Synchronisations-
und PPS-Impuls (Impuls/Sekunde), äußert sich die horizontale Instabilität bei einer
illegalen Kopie mit Basis-Kopierschutzprozess
in einem horizontalen Wackeln von 1 μs mehr. Durch das Vorziehen
des verengten, horizontalen Synchronisationsimpulses ist eine größere Zeitspanne
zwischen dem verengten horizontalen Synchronisationsimpuls und dem
PPS vorhanden, wodurch eine proportional größere Instabilität erzeugt
wird, wenn eine illegale Kopie wiedergegeben wird.
-
Um
eine vorgezogene, verengte Synchronisation zu erreichen, ist der
Ausgang der monostabilen Kippschaltung U2 ein Impuls mit einer Dauer
von 45 μs,
der mit der vorderen Kante der Eingangs-Synchronisation zusammenfällt und
der 32 μs
lang über die
monostabile Kippschaltung U4 in eine "Rechteckform" umgestaltet wird. Die Filter enthaltenden
Komponenten R1, L1 und C1 bandpaßfiltern den Ausgang der monostabilen
Kippschaltung U4 in eine Sinuswelle von 15,734 KHz.
-
Durch
Einstellen des Induktors L1 wird vor (oder hinter) der horizontalen
Synchronisation des Eingangs-Videos eine Sinuswelle erzeugt. Die
Vergleichseinrichtung A3 wandelt diese Sinuswelle in Impulse um,
deren Kanten der vorderen Synchronisationskante des Eingangs-Videos
vor- oder nacheilen. Die "Verfolgungsfähigkeit" der Filter R1, L1,
C1 (mit einem Q von 4), um Wellenformen synchron zu dem Eingangs-Video
zu erzeugen, ist im allgemeinen besser, als die der meisten PLL-Schaltungen,
wenn der Video-Eingang
von einem Videokassettenrecorder kommt. Der Ausgang des Verstärkers A3
gelangt dann zu der 14-μs-monostabilen Kippschaltung
U5, um ein HBI-Gatter-Signal zum Ersetzen der alten (Eingangs-)Synchronisation
und des alten Bursts durch eine neue, verengte Synchronisation und
einen erweiterten Burst zu erzeugen.
-
Die
monostabile Kippschaltung U6 stellt von Beginn des horizontalen
Austastintervalls (HBI) des Eingangs-Videos an (von der vorderen
Kante der monostabilen Kippschaltung U5 an) eine verengte Nenn-Synchronisationsverzögerung von
0,5 μs ein und
die monostabile Kippschaltung U7 schaltet einen neuen, verengten
Synchronisationsimpuls aus. Die Komponenten R2, R3 und Q1 bilden
einen Schalter, um den Impuls durch Überbrücken des Transistors Q1 (Emitter
zum Kollektor) und über
einen Befehl von EDP1 (d.h. für
die Zeilen 251 bis 262 ist jedes Gebiets-EDP1 auf niedrigem Pegel
und woanders auf hohem Pegel) weiter zu verengen. Der Ausgang der monostabilen
Kippschaltung U7 pulst dann 3,7 μs von
den Zeilen 20 bis 250 und 2 μs
von 251 bis 262. Das Ausschalten der hinteren Kante der monostabilen
Kippschaltung U7 aktiviert die monostabile Kippschaltung U12, deren
Ausgang das erweiterte Burst-Gatter (mit einer Impulsbreite von
etwa 5,5 μs) ist.
-
Der
Ausgang der monostabilen Kippschaltung U12 gattert ein Farbsynchronsignal
von der Schaltung 2011 über
den Schalter SW22 und der Bandpaßfilter-Verstärker A4
(3,58 MHz) formt die Hüllkurve
des erweiterten Bursts vom Schalter SW22 und koppelt sie über den
Amplituden-Einstellwiderstand
R10 für
den erweiterten Burst mit dem Summierverstärker A5. Die verengte horizontale
Synchronisation von der monostabilen Kippschaltung U7 wird über das
Gatter U13 in den "UND"-Zustand überführt, mit
einem Signal EPD2, das sich im allgemeinen auf hohem Pegel befindet,
mit Ausnahme für
die wenigen Zeilen, auf denen das verengte Synchronisationssignal
unterdrückt
werden soll, wodurch sich der Gebietsende-Impuls verstärkt. Der
Ausgang des Gatters U13 wird über
den Steuerwiderstand R8 für
die verengte Synchronisationsamplitude in dem Verstärker A5
summiert. Der Ausgangsverstärker
von A5 ist dann eine verengte Synchronisation plus einem erweiterten
Synchronisationssignal. Der Schalter SW25 schaltet den Ausgang des
Verstärkers
A5 über das
UND-Gatter U14 zum ODER-Gatter U20, welches den Ausgang des Verstärkers während des
horizontalen Austastintervalls über
den Ausgang der monostabilen Schaltung U5 und EPD3 schaltet (aktive
Gebietspositions-Impulse, d.h. Zeilen 20 bis 262).
-
Der
Pufferverstärker
A22 gibt dann das Video vom Eingang mit neuer, verengter, horizontaler Synchronisation
und erweitertem Farbsynchronsignal aus. Um einen neupositionierten
Synchronisationsimpuls (EOFRSP) an dem Ende der Gebietsposition
durchzulassen, arbeitet die monostabile Kippschaltung U16 10 μs bis 40 μs lang von
der vorderen Synchronisationskante des Eingangsvideos an. Das Gatter
U16 koppelt einen 2 μs
bis 4 μs
breiten Impuls, der gegenüber
der vorderen Synchronisationskante des Eingangs-Videos um etwa 10 μs bis 40 μs verzögert ist.
Der Ausgang des Gatters U16 wird über das UND-Gatter U18 und
EPD4 von EPROM U9 freigegeben. Das Signal EPD4 nimmt dann bei bestimmten Zeilen
am Ende des Gebietes nach der Aktivierung der Synchronisations-Unterdrückung über EDP2
einen hohen Pegel an. Das Gatter U16 treibt über den Widerstand R85 für die EOFRSP-Amplituden-Einstellung den Summierverstärker A5.
Das Gatter U16 schaltet während
der Aktivierung von EOFRSP über das
ODER-Gatter U20 auch den Schalter SW25 ein, um den neupositionierten
Synchronisationsimpuls einzusetzen. Somit weist der Ausgang des
Verstärkers
A2 das Eingangs-Video, die verengte Synchronisation und möglicherweise
1 oder 2 Zeilen der unterdrückten
Synchronisation (keine Synchronisation) oder/und einige wenige Zeilen
mit neupositionierter, verengter, horizontaler Synchronisation auf.
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Die
Synchronisationsimpuls-Verengung ist selbst dann wirksam, wenn nicht
alle horizontalen Synchronisationsimpulse in einem Video-Signal
in solcher Weise verengt sind. Es wurde ermittelt, dass selbst eine
relativ geringe Anzahl von verengten, horizontalen Synchronisationsimpulsen
einen falschen, vertikalen Rücksprung
erzeugt. So können
zum Beispiel drei bis sechs aufeinanderfolgende Video-Zeilen mit
einem verengten, horizontalen Synchronisationsimpuls für diesen
Zweck ausreichend sein. Es wird bevorzugt, diese verengten, horizontalen
Synchronisationsimpulse in aufeinanderfolgenden (oder zumindest
in dicht zusammenliegenden) Zeilen zu gruppieren, um den falschen,
vertikalen Rücksprung zu
erzeugen.
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Eine
andere Schaltung für
die Synchronisationsimpuls-Verengung
im Zusammenhang mit dem Entfernen von Kopierschutzsignalen wird
in den US-Patenten Nr. 5,157,510 und 5,194,965 offenbart.
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14a und 14b zeigen
Blockdiagramme von zwei Vorrichtungen zum Kombinieren der vorher
beschriebenen Synchronisationsimpuls-Verengung mit dem vorher beschriebenen,
dem Stand der Technik entsprechenden Kopierschutzprozess und den
horizontalen und vertikalen Signalmodifikationen.
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14a zeigt die erste solche Vorrichtung, wobei
das Programm-Video dem Schaltungsblock 204 zum Addieren
der dem Stand der Technik entsprechenden Kopierschutzsignale einschließlich der addierten
AGC-(automatische Verstärkungs-Steuerung)
und Pseudo-Synchronisationsimpulse zugeführt wird. Der nächste Block 206 (der
im Detail in 6a dargestellt ist), addiert
(1) das Karo-Muster und (2) die Vertikalfrequenz-Signalmodifikationen
zu dem Ende jedes der ausgewählten
Gebiete. Darauf modifiziert der Schaltungsblock für die Synchronisationsimpuls-Verengung 208 (der
in unterschiedlicher Detaillierung in 12a,
und in 13a und 13b dargestellt
ist) das Videosignal weiter, das an der Klemme 209 ausgegeben
wird, zum Beispiel zu einem Haupt-Duplizier-Videokassettenrecorder
in einer Einrichtung zum Duplizieren von Videokassetten. Es wurde
auch beobachtet, dass der dem Stand der Technik entsprechende Kopierschutzprozess
gerade dadurch verbessert wurde, dass der Synchronisations-Verengungsprozess
addiert wurde.
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Anders
unterliegt in 14b das Eingangs-Programm-Videosignal zuerst
der Verarbeitung durch den Schaltungsblock für die Synchronisationsimpuls-Verengung 208 und
den Schaltungsblöcken
für den
Kopierschutz und das Karo-Muster und die Vertikalfrequenz-Signalmodifikation 204, 206 (hier
in einem Block kombiniert dargestellt) und wird dann der Ausgangsklemme 210 zugeführt.
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Es
ist so zu verstehen, dass andere Vorrichtungen ebenfalls die offenbarten
Videosignal-Modifikationen zur Verfügung stellen können, d.h.
das Karo-Muster, das vertikale Gebietsende-Muster, die Synchronisationsverengung
und Äquivalente
davon.
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15 zeigt
einen Schaltkreis für
das Addieren von Nach-Pseudo-Synchronisationsimpulsen, um die Kopierschutzeffektivität zu verbessern
(d.h. die Betrachtbarkeit weiter zu verschlechtern), wenn eine illegale
Kopie bei Vorliegen des vorher beschriebenen Basis-Kopierschutzprozesses
des US-Patents 4,631,603 hergestellt wird.
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Ein
Video mit dem Basis-Kopierschutzprozess und den vorher beschriebenen
Verbesserungen wird in den Widerstand R9 eingegeben. Der Verstärker A1
puffert das Eingangs-Video und koppelt es über den Kondensator C1 in die
Synchronisations-Trenneinrichtung U6. Der Vertikalsynchronisations-Ausgang
der Synchronisations-Trenneinrichtung U6 stellt einen 12-Bit-Zähler U1
zurück.
Der Zähler U1
ist durch horizontale Synchronisation zu einem PLL U2 so getaktet,
dass er gegenüber
einer zusammengesetzten Synchronisation gesperrt ist. Der EPROM
U3 wählt
aus, auf welchen Zeilen die Nach-Pseudo- Synchronisation (PSS) auftreten kann. Eine
pseudozufällige
Verteilung der Nach-Pseudo-Synchronisation kann, wie durch den EPROM
U3 ausgewählt,
verwendet werden. Das Signal D0 (ein Ausgang von EPROM U3) sperrt
entsprechend die monostabile Kippschaltung OS3. Das Burst-Gatter-Signal
von der Synchronisations-Trenneinrichtung U6 wird invertiert und
durch den Kondensator C2 und den Widerstand R2 tiefpaßgefiltert.
Die Spannung Vgen wird in einem Signal (d.h. 300 Hz-Dreieck-Wellenform) in den
Kondensator C2 summiert. Das bewirkt eine zeitverändernde
Schwellendifferenz in einer monostabilen Kippschaltung OS3 und bewirkt
somit eine Positionsveränderung.
Der Ausgang der monostabilen Kippschaltung OS3 ist ein fester Impuls
(d.h. mit einer Dauer von 1,5 μs)
mit Impulspositions-Modifikation von zum Beispiel ±1 μs. Der Ausgang
der monostabilen Kippschaltung OS3 tastet jedes Video über den
Schalter SW1 auf den Austastpegel aus und addiert über den
variablen Widerstand R einen Impuls, um einen Nach-Pseudo-Synchronisationsimpuls
zu erzeugen. Der Summierverstärker A3
invertiert den Ausgangsimpuls der monostabilen Kippschaltung OS3,
um die korrekte Form des addierten Nach-Pseudo-Synchronisationsimpulses
zu erhalten. 16a bis 16e zeigen
Wellenformen an verschiedenen, gekennzeichneten Punkten in der Schaltung
von 15. Die Amplitude der Nach-Pseudo-Synchronisation kann über Vgen2
und den spannungsgesteuerten Verstärker A41, der ein Multiplikationsverstärker ist,
amplitudenmoduliert sein. Der Ausgang des Verstärkers A41 variiert in der Amplitude
entsprechend Vgen2 und ist 0 Volt, wenn der Nach-Pseudo-Synchronisationsimpuls
nicht vorhanden ist.